IV. Трансмиссивные инфекции, возбудителей которых распространяют насекомые-переносчики, размножающиеся в воде (малярия, желтая лихорадка). 1 страница

История знает много примеров эпидемий, вспыхнувших вследствие по­требления загрязненной патогенными микроорганизмами воды из водоемов и водопроводов. Наиболее ярко роль водного фактора в распространении инфек­ционных заболеваний проявилась во время эпидемии холеры, которая в Лон­доне в 1854 г. была впервые признана водной. Но наиболее массовые эпиде­мии кишечных инфекций зарегистрированы во второй половине XIX ст., что совпало с периодом бурного строительства водопроводов. Первые водопроводы, в которых преимущественно использовали воду из поверхностных водоемов, иногда не улучшали, а, наоборот, ухудшали санитарное состояние населенных пунктов. Это объясняется как нехваткой очистных сооружений на водопро­воде, так и загрязнением водоемов из-за концентрации населения в городах. Вследствие этого возникли эпидемии брюшного тифа в Гамбурге и Лондоне, холеры — в Петербурге, в Ростове-на-Дону, других населенных пунктах.

Классические водные эпидемии описал выдающийся эпидемиолог профессор Л.В. Громашевский. Так, весной 1926 г. в Ростове-на-Дону вспыхнула острая вод­ная эпидемия брюшного тифа. В то время в городе функционировало централи­зованное водоснабжение. Артезианскую воду подавали из подземных каптажных галерей. В результате разрыва канализационной сети нечистоты просочились в почву в радиусе 20 м и попали в подземные каптажные галереи. Сразу же после этого почти 20 тыс. человек обратились за медицинской помощью по поводу ки­шечных расстройств неясной этиологии. А еще через 2—3 нед резко увеличилась заболеваемость брюшным тифом (рис. 1). В период пика эпидемии заболели поч­ти 2 тыс. человек. В дальнейшем уровень заболеваемости брюшным тифом сни­зился, однако превышал спорадический на протяжении лета, вплоть до сентября.

Хроническая водная эпидемия холеры была зарегистрирована в начале XXст. в Санкт-Петербурге. Неполная обеспеченность города централизованным водос­набжением и канализацией, отсутствие обеззараживания воды на водопроводе привели к тому, что завезенная в 1908 г. холера стала в Санкт-Петербурге перма­нентной. Уровень смертности от нее в период до 1909 г. составлял 80 на 10 тыс. населения. Городские власти были вынуждены в 1909 г. внедрить на водопроводе очистные сооружения и обеззараживание воды хлором, благодаря чему смерт­ность от холеры снизилась почти вдвое и составляла 45 на 100 тыс. населения. Ситуация значительно улучшилась после 1922 г., когда был кардинально реконст-

Рис. 1. Кривая заболеваемости брюшным тифом в Ростове-на-Дону в 1924—1927 гг.

(по Л.В. Громашевскому, 1949)

руирован водопровод и центральное водоснабжение охватило весь город. Уровень заболеваемости сразу снизился почти втрое (до 15 на 10 тыс. населения).

В современных условиях на пути распространения инфекционных болез­ней водным путем существует много препятствий: сооружения для очистки и обеззараживания сточных вод перед их сбрасыванием в водоемы; процессы са­моочищения водоемов; сооружения для очистки и обеззараживания воды на водопроводных станциях. Казалось бы, есть все возможности для ликвидации распространения инфекционных болезней водным путем, однако этого не уда­ется достичь на протяжении многих лет. Сейчас в мире инфекционная заболе­ваемость населения, связанная с водоснабжением, превышает 500 млн случаев в год. По данным ВОЗ, ежегодно вследствие низкого качества питьевой воды погибают почти 5 млн человек.

В Украине с 1992 по 1996 г. зарегистрировано 29 вспышек острых кишеч­ных инфекций, из которых 12 вызваны Sh. flexneri, 10 — S. thyphi, 5 — возбу­дителями вирусного гепатита А. По одной вспышке вызвано возбудителями »S'A. sonnei и патогенными Е. coli. При этом заболели 7401 человек, причем наи­более часто регистрировалось поражение вирусом гепатита А — 5306 человек. В 1997 г. было зарегистрировали 8 водных вспышек, в 1998 г. — 12.

Следует подчеркнуть, что полностью устранить риск возникновения ки­шечных инфекций невозможно, так как они могут распространяться не только через воду, но и через загрязненную пищу, руки, переноситься мухами и т. п. Вследствие этого поддерживается резервуар больных и носителей инфекции и спорадический уровень заболеваемости. Однако статистические данные убе­дительно свидетельствуют, что организация рациональной системы водоснаб­жения, очистки и обеззараживания воды на водопроводах способствует сни­жению заболеваемости населения кишечными инфекциями в 8—12 раз.

Распространение инфекционных болезней через воду теоретически и прак­тически возможно только при наличии одновременно трех условий.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

ТАБЛИЦА 1 Сроки выживания микроорганизмов в воде (Н.М. Милявская, 1947),сут

Во-первых, возбудители должны попасть в источник водоснабжения. При современном развитии канализации в населенных пунктах и постоянном нали­чии инфекционных больных и бактерионосителей (1—2% населения) эта угро­за существует всегда.

Во-вторых, патогенные микроорганизмы должны сохранять вирулент­ность и жизнеспособность в водной среде на протяжении длительного време­ни (табл. 1). Этим обеспечивается сохранение микроорганизмов как биологи­ческого вида. Хотя для возбудителей инфекционных болезней характерен па­разитический образ жизни, наблюдения свидетельствуют о возможности их длительного существования вне организма человека.

Сроки выживания патогенной микрофлоры в воде зависят от ряда факто­ров. Вода, по сравнению с другими объектами окружающей среды, такими, как почва и воздух, является более благоприятной средой для жизнедеятельнос­ти патогенных бактерий и вирусов. Длительность выживания увеличивается вследствие способности некоторых микроорганизмов (например, бацилл си­бирской язвы, ботулизма и др.) при попадании во внешнюю среду образовы­вать споры как форму сохранения вида. У других патогенных микроорганиз­мов (например, микобактерии туберкулеза и лепры) повышенная устойчивость обеспечивается за счет высокого содержания липидов (25—40%) в бактери­альной клетке. Важную роль играет и количество микроорганизмов, которое попало в воду. Чем выше исходная доза загрязнения, тем продолжительнее сроки выживания микробов в воде. Выживанию патогенных микроорганизмов способствует одновременное попадание в водоем биологического субстрата, являющегося естественной средой их обитания, т. е. фекалий, мочи, мокроты, остатков трупов животных и т.п. Сохранению возбудителей способствует низ­кая и даже минусовая температура без периодического замораживания и отта­ивания. Большое значение имеют особенности водоема, антагонизм его сапро­фитной микрофлоры и разнообразных гидробионтов, уровень техногенного хи­мического загрязнения воды, комплекс гидрологических и метеорологических факторов.

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

В-третьих, возбудители инфекционных болезней должны попасть в орга­низм человека с питьевой водой. Это условие может реализоваться при нару­шении технологии очистки и обеззараживания воды или правил эксплуатации водопровода. В частности, в случае загрязнения источника воды на участке во­дозабора вследствие отведения неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные водоемы, проникновения воды из расположен­ных выше горизонтов (поверхностных водоемов, верховодки, грунтовых вод) в межпластовые воды при нарушении герметичности водонепроницаемого пе­рекрытия, несоблюдения режима очистки и обеззараживания на водопровод­ных станциях, неудовлетворительного санитарно-технического состояния во­допроводной и канализационной сетей, неправильного устройства и эксплуа­тации водоразборных колонок и т. п. Для загрязнения воды в водопроводной сети при централизованном водоснабжении необходимые три условия: 1) нару­шение герметичности водопроводных труб; 2) образование вакуума в трубах; 3) наличие источника загрязнения вблизи участка нарушения герметичности водопроводных труб. Кроме того, инфицирование возможно при использова­нии для питья и хозяйственно-бытовых нужд воды из технического водопро­вода, из цистерн, баков и т. п. Заражение энтеропатогенной микрофлорой мо­жет произойти и в случае заглатывания воды во время купания в поверхност­ных водоемах или употребления в пищу грязных овощей, выросших на полях, орошаемых речной водой. Врачу медико-профилактической специальности для выбора правильной тактики во время разработки профилактических мероприя­тий и контроля за их соблюдением, нужно четко знать не только перечислен­ные выше условия загрязнения воды, но и признаки водных эпидемий.

Основным из них является одновременное появление большого количест­ва больных с кишечными инфекциями, т. е. резкое повышение заболеваемости населения, так называемая эпидемическая вспышка. К тому же болеют люди, которые пользовались либо одним водопроводом (если нарушен процесс обез­зараживания на водопроводной станции), или одной веткой водопроводной се­ти (если загрязнение воды произошло в сети), или одной колонкой (так назы­ваемая колонковая эпидемия в случае загрязнения воды в колонке), или одним шахтным колодцем. Заболеваемость длительное время удерживается на высо­ком уровне, по мере загрязнения воды и употребления ее населением. После проведения комплекса противоэпидемических мероприятий (ликвидации очага загрязнения, дезинфекции водопроводных сооружений, санации колодца и т. п.) вспышка угасает, заболеваемость резко снижается, кривая инфекционной за­болеваемости падает. Однако заболеваемость остается повышенной (более вы­сокой, чем спорадический уровень) еще некоторое время, т. е. наблюдается так называемый эпидемический шлейф. Это вызвано появлением во время вспыш­ки эпидемии большого количества новых потенциальных источников инфек­ции (больных и носителей) и активизацией других путей распространения па­тогенных микроорганизмов от этих источников — контактно-бытовых, через загрязненные руки, детские игрушки, предметы ухода, продукты питания или живыми переносчиками (мухами) и т. п.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Кривая заболеваемости инфекционными болезнями, которые вызваны не­доброкачественной водой, имеет одно-, двух-, трехгорбый или иной характер, что связано с инкубационным периодом. Например, инкубационный период при гастроэнтероколите эшерихиозной и сальмонеллезной этиологии состав­ляет 1—3 сут, при холере — 1—5 сут, при дизентерии — 1—7 сут, при парати­фах А и В — 7—14 сут, при брюшном тифе — 14—21 сут, при вирусном гепати­те А и Е — 30 сут и более и т. п. Поэтому прежде всего будут регистрироваться заболевания с коротким инкубационным периодом (например, гастроэнтеро-колиты) и лишь потом — с длительным (паратифы А и В, брюшной тиф, вирус­ный гепатит А и т. п.).

Эндемическое значение воды.Массовые заболевания населения ин­фекционной природы — наиболее угрожающее, однако не единственное не­гативное последствие употребления недоброкачественной воды. Массовые поражения могут иметь неинфекционную природу, т. е. их причиной может быть наличие в воде химических — как минеральных, так и органических, примесей.

Проблема влияния химического состава воды на здоровье населения дав­но интересовала ученых, однако первые научно обоснованные представления об этом появились лишь в начале XX ст.

Весомый вклад в развитие этих представлений принадлежит русским и украинским ученым. Выдающиеся почвоведы, геохимики и биогеохимики В.И. Вернадский и А.П. Виноградов при изучении микроэлементного состава почв в различных регионах бывшего Советского Союза отметили, что в неко­торых местностях содержание тех или иных химических элементов почвы или слишком высоко, или, наоборот, слишком мало. Недостаток или избыток тех или иных элементов в почве приводил к недостатку или избытку их в воде по­верхностных или подземных водоемов, которые формируются на этой терри­тории, а вследствие этого — ив питьевой воде. Кроме того, аномально высо­кое или низкое содержание химического элемента наблюдалось и в пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Это определенным об­разом влияло на здоровье людей, постоянно проживающих в данной местнос­ти, — у них зарегистрированы болезни, которые в других регионах не выявля­лись. Такие местности назвали биогеохимическими провинциями, а регистри­ровавшиеся там болезни—геохимическими эндемиями, или эндемическими заболеваниями. В табл. 2 обобщена информация о наиболее распространенных эндемических болезнях, ареалах их распространения, причинах и основных клинических проявлениях. Существуют также ртутные (Горный Алтай), сурь­мяные (Ферганская долина), медно-цинковые (Баймакская область), медные (Урал, Алтай, Донецкая обл. Украины, Узбекистан), кремниевые (Чувашия, Придунайские районы Болгарии и Югославии), хромовые (Северный Казах­стан, Азербайджан) и другие биогеохимические провинции.

Среди упомянутых эндемических заболеваний особенно тесно связаны с употреблением воды эндемический флюороз, эндемический кариес, водно-нитратная метгемоглобинемия и эндемический зоб.

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ТАБЛИЦА 2 Эндемические болезни и их характеристика

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Продолжение табл. 2

¹ Микроэлементозы — патологические состояния, вызванные недостатком (гипомикроэлемен-
тоз), избытком (гипермикроэлементоз) или дисбалансом микроэлементов в организме. Эндемические
болезни, обусловленные избытком или недостатком того или иного микроэлемента, или дисбалансом
нескольких микроэлементов в почве, воде и продуктах питания, являются природными экзогенными
микроэлементозами.

² Гигиенические нормативы содержания в питьевой воде приведены в табл. 5, 6.

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Известно, что фтор так же, как и другие биомикроэлементы, является эссен-циальным¹ фактором с параболической дозоэффектной зависимостью, нали­чием диапазона биологического оптимума и возможностью развития гипо-или гипермикроэлементоза при условии недостаточного или избыточного по­ступления в организм человека. Суточная потребность во фторе составляет 3,2—4,2 мг, из которых от 70 до 85% поступает с питьевой водой. Именно этим фтор отличается от других микроэлементов, 70—85% суточной потребности которых почти всегда покрывается за счет пищевых продуктов. Избыточное поступление фтора в организм вызывает эндемический флюороз, недостаточ­ное — способствует развитию кариеса.

В большинстве случаев в поверхностных слоях почвы природное содержание фтора низкое. Поэтому его концентрация в воде поверхностных водоемов не превышает 0,7 мг/л и составляет 0,5—0,6 мг/л. При этих условиях поступление фтора в организм с питьевой водой (3 л/сут) является недостаточным для форми­рования фторапатитов, укрепляющих кристаллические решетки гидрооксиапа-титов, из которых почти на 97% сформирована эмаль зуба. Прочность эмали сни­жается. Она становится проницаемой для молочной кислоты, образующейся в ротовой полости из углеводов пищи. Это приводит к активизации процесса вымывания кальция из эмали, т. е. деминерализация превалирует над реминера-лизацией. Эмаль становится еще менее прочной, проницаемой не только для мо­лочной кислоты, но и для протеолитических ферментов микроорганизмов рото­вой полости. Начинается разрушение органической части эмали, а впоследствии и дентина, развивается их деструктивное поражение, получившее название кариеса.

В то же время в ряде регионов подземные воды содержат фтор в высоких концентрациях. Так, в воде Бучакского водоносного горизонта, который фор­мируется во фторсодержащих горных породах, концентрация фтора превыша­ет 1,5 мг/л и достигает иногда 12 мг/л. Именно это стало причиной эндемиче­ского флюороза в Бучакской биогеохимической провинции (Полтавская об­ласть Украины). Избыточное поступление фтора, который является сильным окислителем и вследствие этого, как и другие галогены, — протоплазматиче-ским ядом, приводит к инактивации ферментных систем одонтобластов — кле­ток, которые отвечают за процессы реминерализации зубов. В первой стадии флюороза наблюдаются фарфоро-, мелоподобные пятна на симметричных рез­цах, во второй — они пигментируются, окрашиваясь в желто-коричневый цвет. В третьей стадии появляются эрозии эмали, разрушается коронка зуба, стано­вится неправильным прикус. При постоянном потреблении питьевой воды с высоким содержанием фтора может развиться даже флюороз скелета (генера­лизованный остеосклероз, оссификация связок, особенно межреберных, хря­щей), что приводит к ограничению подвижности. При этом могут поражаться нервная система и внутренние органы (сердце, почки, печень и т. п.).

Первые случаи водно-нитратной метгемоглобинемии у младенцев опи­сал в 1945 г. Comli. У детей, находившихся на искусственном вскармливании обнаружили акроцианоз, одышку, тахикардию и другие признаки гипоксии.

Эссенциальность фактора — это специфичность его участия в прямых метаболических процессах, необходимых для выживания данного организма и его потомства.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Было установлено, что питательную смесь разводили водой с высоким содер­жанием нитратов. В 1949—1950 гг. случаи водно-нитратной метгемоглобине-мии описал Uolton в США. За этот период зарегистрировано 278 случаев бо­лезни, из них 39 — смертельных.

Со временем было доказано, что водно-нитратная метгемоглобинемия ди­агностирована, как правило, у детей раннего возраста при искусственном вскарм­ливании питательными смесями, приготовленными на воде с высокой концен­трацией нитратов (свыше 45 мг/л) и нитритов.

Нитраты не относятся к метгемоглобинобразователям, однако поступая в пищеварительный канал с водой, они под воздействием кишечной микрофло­ры восстанавливаются в нитриты. Последние поступают в кровь и блокируют гемоглобин путем образования метгемоглобина (MtHb), который не способен вступать в обратимую реакцию с кислородом и переносить его. Таким обра­зом, чем больше гемоглобина превратилось в метгемоглобин, тем меньше кис­лородная емкость крови. Метгемоглобин в 300, а по некоторым данным, — в 500 раз, более стойкий по степени диссоциации в сравнении с оксигемогло-бином. Метгемоглобин, в отличие от оксигемоглобина, сам не диссоциирует. В случае его накопления снижается насыщение артериальной крови кислоро­дом, развивается гемический тип гипоксии, возникает кислородное голодание. Если количество метгемоглобина превышает 50% общего количества гемогло­бина, организм может погибнуть от гипоксии центральной нервной системы.

Во всех упомянутых случаях, когда болели младенцы, взрослые остава­
лись здоровыми. Выяснилось, что в их крови метгемоглобин не накапливается
вследствие разрушения метгемоглобинредуктазой эритроцитов, т. е. происхо­
дит быстрое восстановление гемоглобина. У малышей, особенно первого года
жизни, наблюдается дефицит метгемоглобиновой редуктазы, что приводит к
накоплению метгемоглобина. Именно поэтому чем младше ребенок, тем тяже­
лее протекает болезнь. Кроме того, у детей грудного возраста, особенно стра­
дающих диспепсией, восстановление нитратов в пищеварительном канале прои­
сходит более активно, чему способствует низкая кислотность желудочного сока.
К тому же фетальный гемоглобин новорожденных имеет большее сродство к
нитратам, чем гемоглобин взрослого человека. >

В норме у детей старшего возраста и взрослых уровень метгемоглобина в крови не превышает 1—2%. При поступлении нитратов в организм взрослых в избыточных, однако не очень высоких дозах, концентрация метгемоглобина повышается незначительно, поскольку метгемоглобиновая редуктаза эритро­цитов разрушает его. Это почти не сказывается на состоянии здоровья, однако у пациентов с анемией или сердечно-сосудистыми заболеваниями могут уси­литься проявления гипоксии. В то же время при поступлении больших коли­честв нитратов и у взрослых может развиться острое отравление¹.