CC BY
8
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 615.285.7.015.4.07
Е. В. Евстафьева, В. Н. Башкин, Д. Б. Орлинский, Г. К■ Васильева
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ ПЕСТИЦИДОВ
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Крымский медицинский институт, Симферополь; Институт почвоведения и фотосинтеза РАН, Пущино Московской области
Объективная оценка и прогноз влияния на организм человека комплекса антропогенных факторов невозможны без данных натурных наблюдений. В частности, в условиях эксперимента не может быть учтена биогеохимическая организованность территорий, от которой зависит передвижение ксенобиотика по трофическим цепям и попадание в конечном итоге в организм человека.
Разработка методологических принципов эко-лого-физиологического мониторинга, на основе которого должно проводиться экологическое нормирование, является актуальной задачей экологической физиологии и гигиены [1, 2, 9]. Такой мониторинг должен включать в себя несколько блоков: мониторинг окружающей среды, мониторинг по-пуляционного здоровья и соответствующее программное и компьютерное обеспечение, которое позволит провести корректный сопряженный анализ данных первых двух блоков. При этом здоровье населения должно расцениваться как главный интегральный критерий качества окружающей среды, а его оценка и прогноз в связи с условиями среды обитания должны производиться на физиологической и биогеохимической основе, т. е. обязательно включать в себя определение верхних и нижних пределов устойчивости к ксенобиотикам как отдельного организма, так и биогеохимического цикла в целом.
Ранее [6] нами были изложены основные принципы крупномасштабного эколого-физиоло-гического мониторинга, реализация которого начата в 1989 г. на базе курортных поликлиник Крыма и Кавказа, а также проанализированы материалы, характеризующие взаимосвязь функционального состояния организма человека с уровнем применения минеральных удобрений в регионе проживания. Другой интенсивно применяемой в сельском хозяйстве группой химических соединений являются пестициды. Хотя большинство их — это синтетические вещества, для которых не существует природных биогеохимических циклов, при их полной или частичной деградации могут образовываться более простые соединения, способные включаться в той или иной степени в биогеохимические циклы и трансформировать их.
Известно, что уровни пестицидных нагрузок на пашню в различных сельскохозяйственных регионах варьируют от 0,5 до 6 кг/га в год по действующему веществу. Средние нагрузки пестицидами по СНГ составляют 1,0—1,5 кг/га, однако в отдельных регионах (Средняя Азия, Молдова, Крым, Краснодарский край, Московская обл. и др.) эти величины в несколько раз выше. С учетом низкой агрохимической культуры их применения происходит интенсивное загрязнение многих указанных выше районов.
В связи с этим целью настоящей работы явилась физиологическая и биогеохимическая
оценка действия пестицидов на организм человека по данным натурных исследований. Для установления характера взаимосвязи между физиологическим состоянием организма человека и уровнями нагрузок пестицидами на пашню с учетом биогеохимической структуры региона проживания были проанализированы данные эколого-физиологического мониторинга.
Нагрузки пестицидами на пахотные земли были сведены к следующим условным диапазонам: до 1, 1—2 и более 2 кг/га. В соответствии с ними осуществляли территориальную дифференциацию районов проживания. Учитывали также принадлежность к одному из биогеохимических регионов: таежно-лесному нечерноземному и лесостепному и степному черноземному. Эти регионы характеризуются различным микроэлементным составом почв и соответственно разными пороговыми концентрациями микроэлементов, за пределами которых нарушаются регу-ляторные механизмы обменных процессов как в растительных, так и в животных организмах [7].
Физиологический мониторинг проводили на базе одной из курортных поликлиник Крыма. Он включал в себя анкетирование по специальной программе и оценку общего функционального состояния организма более 2000 отдыхающих из разных регионов России и Украины посредством стандартного клинического обследования системы крови, обмена веществ, сердечно-сосудистой и выделительной систем по 30 параметрам. Однако для решения задач эколого-физиологического мониторинга наиболее перспективно использование методов донозологической диагностики, оценивающих степень напряжения регуляторных систем организма и его приспособительные возможности. Одним из методов, рекомендуемых для оценки напряжения адаптации популяции в связи с экологической ситуацией, является корреляционная адаптометрия [8]. В ее основе лежит определение тесноты корреляционных связей между липидными фракциями крови, которая изменяется при различных степенях напряжения адаптационных процессов. Тип адаптационной реакции определяли также по лейкоцитарному спектру крови [5].
Для оценки чувствительности физиологических параметров к уровню пестицидной нагрузки на пашню и биогеохимической структурированности территорий был проведен многофакторный дисперсионный анализ. Сравнивали физиологические параметры жителей каждого из биогеохимических регионов при 3 указанных уровнях пестицидных нагрузок. При проведении этого анализа условным контролем считали выборочную совокупность при минимальном уровне исследуемого фактора.
К уровню нагрузки пестицидами на почву выявлена реактивность существенно большего числа физиологических параметров в сравнении с минеральными удобрениями [6]. Наиболее чувствительными оказались показатели лейкоцитарного и липидного спектров крови (3 из 5 видов лейкоцитов и липидов крови), содержание мочевины и кальция в крови, 1дА. При этом количество сегментоядерных нейтрофилов и уровень мочевины в крови возрастали пропорционально с уровнем пестицидной нагрузки на пахотные почвы.
Анализ взаимосвязей уровней пестицидов и физиологических показателей с учетом биогеохимического региона с большей степенью вероятности подтвердил их значимость для одного из регионов, а также выявил реактивность некоторых показателей, ранее не обнаруживающуюся. Так, к уровням нагрузки пестицидами на почву чувствительными оказались содержание гемоглобина, количество сегментоядерных нейтрофилов и эритроцитов у жителей лесостепного и степного черноземного региона, содержание общих липидов у жительниц нечерноземного таежно-лесного биогеохимического региона. В то же время при таком дифференцированном анализе проявилась значимость уровня применяемых пестицидов для количества эритроцитов и общих липидов. Количество лимфоцитов в равной степени реагировало на пестицидную нагрузку в обоих биогеохимических регионах. При этом чувствительными к уровню пестицидов в таежно-лес-ном нечерноземном регионе были физиологические показатели исключительно женщин, тогда как в лесостепном и степном черноземном регионе чувствительность к пестицидной нагрузке в равной степени проявляли и мужчины, и женщины. При дифференцированном анализе показателей с учетом градации населенного пункта (город — малый город — село) и уровня пестицидов у женщин выявлена чувствительность только со стороны тимоловой пробы, а у мужчин эти факторы были значимы для р-липопротеидов, моноцитов, сиаловой кислоты и кальция крови. Однако анализ всего массива без разделения по половому признаку выявил значимость уровня пестицидов для некоторых других физиологических параметров. Так, со стороны циркулирующих иммунных комплексов, лизоцима и тимоловой пробы выявлена достаточно значимая взаимосвязь с уровнем нагрузки пестицидов на пашню в комплексе со степенью урбанизации места проживания. Методом корреляционной адаптомет-рии установлено, что в нечерноземном биогеохимическом регионе жесткость корреляционных связей между уровнем липидов в сыворотке крови увеличивалось пропорционально росту нагрузки пестицидов на почву, а в черноземном регионе эта зависимость носила неоднозначный ха-
рактер. Аналогичная зависимость установлена и для возрастающих доз минеральных удобрений, что может свидетельствовать о ее существенности. Определение типа адаптационной реакции по лейкоцитарному спектру крови в целом подтвердило эту закономерность: процент удовлетворительных адаптационных реакций («тренировки» и «активации») изменялся аналогичным образом. Вероятно, эти различия в приспособительных реакциях жителей лесостепного и степного черноземного и таежно-лесного нечерноземного биогеохимических регионов связаны с различным уровнем устойчивости трофических цепей. В целом биогеохимические циклы и соответствующие пищевые цепи более устойчивы в черноземных регионах. Кроме того, почвы лесостепного и степного биогеохимического региона (серые лесные, черноземы, темно-каштановые) имеют большую самоочищающую способность по отношению к остаткам пестицидов [3, 4], чем почвы таежно-лесного нечерноземного региона (подзолы, дерново-подзолистые и др.). По-видимому, эти факторы снижают негативное действие возрастающих доз пестицидов на функционирование организма человека в данном регионе.
Таким образом, полученные взаимосвязи физиологических и биогеохимических параметров подтверждают перспективность начатых нами разработок по оценке процессов адаптации человека к загрязненной среде обитания на основе натурных исследований. Дальнейшее пополнение и детализация базы данных экофизиологического и биогеохимического мониторинга позволят перейти от констатации наблюдаемых связей к их осмыслению и разработке на фактологической экспериментальной основе экологических нормативов допустимого применения пестицидов в агро-ландшафтах различных биогеохимических регионов и провинций.
Литература
1. Агаджанян Н. А., Перелыгин Н. М. // Философские и социальные проблемы медико-биологических наук.— М., 1989.— С. 83—99.
2. Борисевец Е. Э., Косолапое А. Б. // Алгоритмические методы в анализе эколого-географических и геологических данных.— Владивосток, 1989.— С. 78—92.
3. Васильева Г. К., Орлинский Д. Б., Семенова Н. А. и др. // Агрохимия,— 1991,—№ 6,— С. 81—93.
4. Васильева Г. К., Орлинский Д. Б., Г ери, С. М. и др. // Там же,—№ 8.—С. 105—113.
5. Гаркави Л. А'., Квакина Е. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма.— Ростов-н/Д, 1990.
6. Евстафьева Е. В., Башкин В. Н. // Гиг. и сан.— 1993,— № 4,— С. 18—20.
7. Ковальский В В. Геохимическая экология.— М., 1974.
8. Серов К. Р., Горбань А. Н., Петушкова В. В. и др. // Вестн. АМН СССР,— 1988.—№ 12,—С. 69—74.
9. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н., Гедымин М. Ю. // Там же.— 1991.— № 1,— С. 4—8.
Поступила 09.09.93
