CC BY
186. Дьякович М.П. // Мед. труда. 2009. № 1. С. 10—15.
7. Дьякович М.П., Павлов А.В. // Военно-мед. журн. 2010. Т. 331, № 2. С.42—46.
8. Дьякович М.П., Рукавишников В.С. // Бюл. НС. Медико-экологические проблемы работающих. 2004. С. 42—46.
9. Измеров Н.Ф. // Здравоохранение РФ. 2008. № 1. С. 7—8.
10. Население России, XI—XII ежегодный демографический доклад / Под ред. А.Г. Вишневского. М.: Наука, 2006. C. 240—241.
11. Пашин Н.П. // Безопасность и охрана труда. 2006. № 4.
12. Рукавишников В.С., Дьякович М.П., Гуськова Т.М., Шаяхметов С.Ф. // Мед. труда. 2010. № 1. С. 15—18.
Поступила 31.08.10
УДК 574.2:616:02
Н.В. Ефимова, В.С. Рукавишников
МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ: НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Ангарский филиал ВСНЦ ЭЧ СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека, г. Ангарск
Обобщены материалы многолетних исследований, посвященных оценке влияния факторов окружающей среды (природных и антропогенных) на состояние здоровья различных групп населения (на примере Сибири). Обозначены ведущие проблемы, намечены пути развития медицинской экологии.
Ключевые слова: медицинская экология, здоровье населения, проблемы, перспективы.
N.V. Efimova, V.S. Rukavishnikov. Medical ecology: some results and research perspectives. The article summarizes materials of long-standing research evaluating influence of environmental (natural and anthropogenous) factors on health state of various population groups (exemplified by Siberia). The authors defined leading problems and ways of medical ecology development.
Key words: medical ecology, public health, problems.
Взаимодействие, обусловленность и гармония факторов окружающей природы и человека обеспечивают гомеостаз, стабилизацию адаптивных регуляторных систем и сохранение здоровья. Дисфункция любого из указанных элементов ведет к дисбалансу во всей живой системе [4]. Если рассматривать болезнь с позиций теории информации, то любой патологический процесс можно считать следствием нескольких типов нарушений: ввода, трансляции, кумуляции, считывания, обработки информации и реализации информации [14]. Применительно к биологическим объектам любого иерархического уровня (от молекулярного до по-пуляционного), под информацией следует понимать сигнал или комплекс сигналов о состоянии или изменении состояния организма или его отдельных органов и систем [12].
В настоящее время в различных областях науки, и в том числе профилактической медицине, внедряется наряду с детерминистским и стохастическим подходами новый, третий подход, базирующийся на теории хаоса [15]. Центральным звеном этого подхода является разработка новых методов идентификации параметров порядка (наиболее важных диагностических признаков) и законов, по которым развиваются исследуемые биосистемы. С этих позиций мы рассматриваем синергетическое влияние изменяющихся условий окружающей среды на состояние здоровья населения как на популяционном, так и на организменном уровнях.
Для выявления экологически обусловленных нарушений здоровья (ЭОНЗ) необходимо, во-первых, оценить количественные искажения информационных потоков
окружающей среды, во-вторых, выявить качественные и количественные изменения показателей в основных функциональных системах организма, приводящие к нарушению здоровья (патофизиологические признаки болезни на индивидуальном уровне и показатели нарушения общественного здоровья — на популяционном и групповом). Все пространство ЭОНЗ можно разделить на две группы по роли фактора [11]. В первом случае фактор внешней среды выступает как основная причина развития заболевания. Такие явления мы предлагаем обозначить как детерминированные (экопатии). Во втором случае преобладает синергетическое влияние, и факторы внешней среды являются условием, на фоне которого под действием других причинных факторов, либо факторов риска развивается неблагоприятный эффект. Такие состояния предлагается называть индуцированными или неспецифическими ЭОНЗ (или, как частный вариант, профессионально обусловленными). И, наконец, мы должны упомянуть о группе факторов, также приводящих к нарушениям здоровья — социально-экономическим условиям и психоэмоциональному окружению человека (или отдельных групп населения). В этом случае фактор может выступать как причина, чаще является условием возникновения нарушений здоровья. В качестве «опорных» понятий нами предлагаются следующие определения некоторых классов ЭОНЗ:
Экогении — это нарушения здоровья человека, вызванные синергетическим воздействием искаженных (гипо- или гипер- ) информационных потоков окружающей среды
Экопатии — это клинически диагностируемые детерминированные нарушения здоровья обусловленные изменением внешних (средовых) информационных потоков.
Социопатии — нарушения здоровья, обусловленные психоэмоциональным воздействием внешнесредовых информационных потоков.
Все вышеизложенное может быть представлено в виде следующей схемы (рисунок). Простота и универсальность данной концепции дает возможность системного подхода к формированию глоссария и разработки нормативно-правовой и методологической базы идентификации указанных явлений, том числе и «экологически обу-
словленных нарушений здоровья» и «заболеваний, связанных с работой».
Одной из задач фундаментальной науки является разработка системы поддержки управленческих решений, для этой цели все более традиционным становится применение математических моделей, экспертных систем, баз данных и иных средств и методов компьютерных исследований. Междисциплинарный характер формирования здоровья и достаточно сложная иерархическая структура управления в системе здравоохранения с неизбежностью приводят к их декомпозиции как бы по двум измерениям: «дисциплинарному» и «территориальному». При гигиенической диагностике санитарно-эпидемиологического благополучия на крупных административных территориях нельзя не использовать основные принципы пространственного подхода.
При постановке задачи мониторинга той или иной социально-экономической системы, в первом приближении создается иллюзия, что объектом исследования должна служить только лишь эта самая, отдельно взятая, система. Большинство традиционных методов мониторинга базируются именно на такой позиции. Однако данный подход имеет некоторые неопределенности: во-первых, связанные с проблемой достоверности первичной информации, предоставляемой учреждениями низших уровней иерархии, во-вторых, с возможностью лишь констатировать общее текущее состояние системы, достигнутое за отчетный период. При этом важнейшие вопросы, связанные с выявлением факторов, которые способствовали переходу системы в это состояние (то есть — причин), остаются за пределами видимости. Далее, в результате такой потери причинно-следственных связей, не представляется возможным установить истинные закономерности развития системы.
В современных условиях антропогенного изменения качества внешней среды в большинстве случаев мы рассматриваем изменения здоровья населения как следствие синергетического влияния. Для выявления роли экологических факторов в формировании здоровья населения Иркутской области были объединены отдельные территории в таксоны, отличающиеся между собой видами хозяйственной деятельности, концентрацией производства, социально-экономической инфраструкту-
рой, природно-климатическими условиями и географическим расположением внутри территории области. В результате объединения сформированы четыре таксона: первый — промышленные центры, объединяющие 8 административных территорий (общее население в этой группе составляет 62,5 % от численности населения области); второй — промышленно-аграрная территория, состоящая из семи административных территорий (19,4 % от всего населения области); третий — территории с преимущественно аграрным производством, 9 районов (12,7 % населения); четвертый — территории, «нового освоения», обладающие огромными природными ресурсами (в том числе углеводородного сырья), тяготеющие к северной зоне области, включает 7 районов (5,3 %).
Оправданность подобной градации общей территории области на таксоны можно подтвердить сравнительным анализом показателей здоровья. Здесь приведем только один из них: по распространенности болезней различия между аграрными и промышленными группами территорий для детского населения составляли 45,4, подросткового — 35,8, взрослого — 50 %; по первичной обращаемости: 52,6, 53,5, 79 %, соответственно. Наиболее неблагоприятные показатели общественного здоровья отмечены на территории промышленных центров: Ангарска, Иркутска, Усолья-Сибирского, Братска, где постоянно наблюдались максимальные уровни общей и первичной заболеваемости, смертности, с выраженной тенденцией к росту в период с 1990 до 2003 г. и некоторым снижением в последующие годы. В указанных городах отмечалась убыль населения, связанная как с знаменитым «русским крестом» конца прошлого века, так и миграцией в западные регионы страны.
Кроме того, очень сложная ситуация сложилась в северных районах Иркутской обл. (4-й таксон), где отмечались неблагоприятные медико-демографические процессы. Снижение рождаемости, рост общей смертности обусловили сокращение естественного прироста населения, сменившегося с 1995 г. устойчивой убылью населения. По данным статистических отчетов лечебно-профилактических учреждений, для взрослого населения характерен относительно низкий уровень общей заболеваемости, хотя
уровень относительного риска болезней кожи (ЯЛ = 2,3) опорно-двигательного аппарата (ЯЯ = 1,9), системы кровообращения (ЛЯ = 1,8) выше, чем в среднем по Иркутской обл.
В условиях синергетического влияния значительно искаженных антропогенным воздействием факторов внешней среды важно выявить вклад отдельных факторов в формирование здоровья населения и оценить возможность управления данными информационными потоками. Используя полученный ранее опыт по моделированию заболеваемости населения Иркутской обл. в зависимости от факторов внешней среды [10], на основе математических моделей проведены численные эксперименты для прогнозирования заболеваемости отдельных групп населения на примерах четырех таксонов при изменении условий окружающей природной и социальной среды.
По материалам наших исследований, вклад факторов внешней среды в формирование вариаций заболеваемости достаточно сильно различается в зависимости от условий, сложившихся на конкретных территориях. В промышленно развитых центрах с низким потенциалом самоочищения окружающей среды вклад загрязнения атмосферного воздуха может достигать 35—38 %, в малоурбанизированных населенных пунктах Сибири, возрастает доля влияния качества и доступности медицинской помощи (от средних по региону 11 до 15—18 %). Установлено, что при более высоком уровне экономического развития территорий, возрастает роль техногенных факторов. Так, например, наибольший вклад в формирование заболеваемости населения города Братска вносили: социальные условия (48,6 %), загрязнение воздушного бассейна селитебной зоны (38,0 %) и качество медицинского обслуживания (8,4 %). Анализ вклада предикторов в заболеваемость отдельных групп населения в течение 15 лет свидетельствовал о перераспределении структуры вклада (х2 = 4,2; р < 0,05). Во всех группах увеличилась значимость социального фактора (на 28,9 % у детей, 11,5 % — у подростков и 14,2 % у взрослых). Выявленные ключевые факторы внешней среды позволили разработать (и апробировать на примере Федеральной целевой программы «Экология г. Братска» 1995—2005 гг.) пути минимизации потерь здоровья по-
пуляции и определить оптимальные уровни предикторов для достижения целевых показателей заболеваемости.
Традиционно изучение и оценка состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды проводятся по двум направлениям. Одно из них базируется на фиксации и оценке уже совершившихся, имеющихся изменений в здоровье населения, другое направлено на изучение и оценку функционального
состояния организма. Здоровье при этом оценивается степенью адаптированности организма к условиям окружающей среды, а болезнь — как результат истощения и полома адаптационных механизмов [1, 4]. Накопленный значительный запас фактов, позволяющих с определенной долей вероятности предполагать наличие связи между воздействием и откликом все же не позволят ответить на один из наиболее важных вопросов: выявляемые при медицинских
Принципы классификации ЭОНЗ
-► Происхождение фактора
4-
природное антропогенное
Природа фактора
физическая химическая биологическая социально-экономическая
-► <- Действие фактора
сочетанное комбинированное комплексное
-► <- Связь нарушения здоровья с фактором
детерминированные индуцированные
экопатии, социопатии профессионально и экологически обусловленные экогении, социопатии
Этиологическая концепция классификации ЭОНЗ
обследованиях функциональные сдвиги в различных органах и системах есть часть адаптационного процесса либо они отражают дезадаптацию организма?
Формирование здоровья детей промышленных центров Восточно-Сибирского региона (как и на многих территориях Урала, Поволжья, Зап. Сибири и т. д.), происходит в условиях синергетического влияния природных и антропогенных факторов. Наряду с проблемой техногенного химического загрязнения окружающей среды Иркутской обл. существует проблема природных эле-ментозов, что связано с биогеохимическими особенностями (низким содержанием йода, фтора в воде, меди в почве и избытком кадмия, цинка) отдельных территорий области.
По данным областного эндокринологического диспансера, увеличение щитовидной железы на территории области выявляется у 40—50 % обследуемых. Оценка экскреции йода у детей и подростков свидетельствует о выраженном йоддефици-те, медиана выведения йода составила 0,23—0,33 нмоль/дм3. Большинство детей в промышленных городах области имели умеренную степень йодного дефицита (йо-дурия 0,20—0,49 нмоль/дм3), доля детей, имеющих тяжелую степень йоддефицита составляла — 21,7 %. При проспективных когортных исследованиях на группах практически здоровых лиц (диффузное увеличение щитовидной железы не превышало 1-ю степень при первичном обследовании) в динамике наблюдалось увеличение числа детей с умеренным уровнем йоддефицита и снижение — с тяжелой степенью.
Исследованиями сотрудников нашего института установлено, что в основе формирования донозологических отклонений в организме в условиях воздействия комплекса природных и техногенных химических факторов лежит, прежде всего, изменение обмена веществ в ответ на токсическое воздействие ксенобиотиков, выражающееся в активации синтеза белков [8]. Выявленные изменения в липидном, белковом, гормональном обменах, физическом развитии, состоянии адаптационного потенциала отражали готовность к реализации патологического процесса. При изолированном действии природного йодного дефицита выявлены изменения отдельных показателей здоровья у 27—44 % детей: гармоничности
физического развития, липидного обмена, содержания у-глобулинов. При сочетании йодной недостаточности с загрязнением атмосферного воздуха у детей промышленных центров увеличивались распространенность и спектр ответных реакций (нарушения синтеза Р-глобулинов, метаболизма липи-дов, гормонального статуса, дезорганизация вегетативной нервной системы, снижение адаптационных резервов). Выявлено, что индивидуальные показатели гормонального профиля соответствовали физиологическим нормам в промышленных центрах у 60—72,2 % обследованных детей, а в неэкспонированной группе — у 86,6 ± 6,22%. При рассмотрении средних показателей гормонального статуса, даже у «практически здоровых» детей, подвергающихся синер-гетическому влиянию неблагоприятных техногенных и природных факторов, выявлено снижение в 1,6 раза индекса компенсации [8]. Следовательно, у детей промышленных центров гипофизарно-тиреоидная система находится в состоянии компенсаторного напряжения. Не подвергается сомнению, что дефицит йода является самым главным этиологическим фактором эутиреоидного эндемического зоба, однако струмогенные факторы также нарушают физиологический механизм утилизации йода и реализацию его биологического действия. Подтверждением является достоверная корреляционная связь между микроэлементами и тиреоид-ным статусом. На повышение уровня ти-реотропного гормона и трийодтироксина влияют кобальт (г = 0,39; р < 0,05), хром (г = 0,37; р < 0,05) и свинец (г = 0,34; р < 0,05), марганец и цинк (г = -0,6, р < 0,05) [7].
Дезинтеграция регуляторных систем организма подтверждена при анализе статистических, временных и спектральных показателей вариабельности ритма сердца у обследованных детей и подростков. Среднегрупповые статистические характеристики свидетельствовали о некотором преобладании вагоинсулярных влияний [2]. Выявлена диссинхронизация вегетативного обеспечения дыхательного и сосудодвига-тельного центров. При анализе индивидуальной реактивности на ортостатическую пробу в группе с умеренной степенью йо-дурии у 21 % обследованных наблюдалась гиперреактивность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Отмечена связь вариабельности ритма сердца с функ-
циональным состоянием щитовидной железы. Выявлен более высокий уровень риска развития патологии тиреоидной системы в группе со II степенью йоддефицита (4,8 ± 0,08), а в группе детей с легкой степенью недостатка йода риск составляет 3,9 ± 0,45 (р < 0,001).
Значительная распространенность (37— 47 % случаев) состояния функционального напряжения сердечно-сосудистой системы среди детей школьного возраста, проживающих в промышленных центрах, свидетельствовала о развитии у них элементов первичного стресса. Адаптационные процессы более чем у 50 % детей, проживающих в условиях сочетанного влияния природных и техногенных факторов окружающей среды, находились в пределах физиологических колебаний за счет имеющихся резервов. Вместе с тем выявлено нарастание напряжения механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы даже при некотором снижении загрязнения атмосферного воздуха, что подтверждалось индексом физиологических изменений и гемодинамическим показателем.
В свете идей Н.В. Лазарева (1966), Ф.З. Меерсона (1988) [6, 9], представляется целесообразным рассматривать полученные данные о состоянии изученных систем организма, как следствие активации механизмов адаптации в условиях хронического синергетического воздействия. Выявленные изменения у детей промышленных центров следует расценивать, как результат токсического импринтинга на сильное химическое загрязнение атмосферного воздуха в 1950— 1980-е гг. воздействовавшего на предыдущие поколения, который проявляется развитием структурного следа долговременной адаптации у рожденных в 90-е гг. прошлого века. Известно, что чужеродные для организма химические соединения, действующие в ранние периоды онтогенеза, могут приводить к нарушению гормон-рецепторных взаимоотношений, искажению регуляции процессов развития и эндокринно-метаболическим изменениям [5]. Синергетическое влияние комплекса факторов: хронического загрязнения атмосферного воздуха и природной йодной недостаточности модифицируют вредное влияние друг друга и приводят к ряду типовых общепредпатологических и патологических изменений в организме, направленных на приспособление организма к неадекватным условиям.
Ярким примером преобладающего влияния одного из факторов является воздействие веществ, способных к кумуляции. Так, при воздействии ртути и ее органических соединений происходит не только нарушение накопления информации, но и ее трансляции. Последнее связано с инги-бированием ферментов за счет способности ртути связываться с сульфгидрильными и алкильными группами, образуя при этом прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами, содержащими тио-или алкилтиогруппировки. Так, в результате блокады алкилгруппировок ртутью может снижаться активность катехоламин-О-метилтрансферазы, что приводит к накоплению адреналина, норадреналина, дофамина и других веществ промежуточного обмена катехоламинов [13, 14, 17]. В ходе наших исследований установлено, что в зоне влияния выбросов производства винилхлорида происходит загрязнение ртутью акватории Братского водохранилища, что приводит к поступлению токсиканта в пищевую цепь и, следовательно, в пищевой рацион местного населения [3]. При интервьюировании населения, проживающего в зоне высокого риска, установлено, что 30 % жителей употребляли в пищу местные виды рыбы, содержащие ртуть в количествах до 4 ПДК, ежедневно, еще 30 % — в сезон активного лова (весна—лето). Коэффициент опасности (Н^ для занимающихся рыболовством жителей сел оценивался как высокий, для работающих в контакте с парами металлической ртути как чрезвычайный. При клиническом обследовании населения территории риска выявлены специфические нарушения: нервной системы (вегетативная дисфункция, неврозоподобные нарушения, неврозы) у 61,4 %, эндокринной (повышение уровней гормонов Т3, антител к тиреоглобулину, понижение уровней гормонов Т4; гипоплазия железы, диффузный зоб I—II и II степени) у 57,6 %, иммунной систем (отклонение от нормы 2—3 и более иммунологических показателей в фагоцитарном и клеточном звене) у 88 %, психоэмоциональной сферы у 71 % обследованных [3]. Установлена прямая зависимость распространенности синдрома вегетативной дисфункции и концентрации ртути в моче у проживающих на изучаемых территориях (гёр = 0,7).
Для успешного развития любого научного направления необходимо разрабаты-
вать пути решения не только важных тактических задач, но и определять стратегию дальнейшего развития. Исходя из анализа литературных данных и материалов собственных исследований последних лет, перспективными задачами в области изучения ЭОНЗ представляются: разработка методологии, способов и средств выявления, оценки, прогноза и профилактики этих нарушений. Нерешенными на сегодняшний день остаются следующие проблемы.
Во-первых, верификация критериев выявления индуцированных экогений. Сложность использования общепринятых для выявления ЭОНЗ критериев связана с несколькими моментами. Прежде всего, мы плохо знаем «здорового» человека, и не можем однозначно провести границу между «полезными» адаптационными изменениями и «отрицательными» дезадаптационными сдвигами, отражающими начальные стадии болезни. Кроме того, для ряда показателей иммунного, биохимического гормонального статуса нет региональных нормативов, а существующие референсные диапазоны включают не только оптимум, но и стадии доклинических изменений. Недостаточно адаптированы математико-статические методы для решения различных медико-биологических задач.
Во-вторых, оценка информации о воздействующих факторах. До настоящего времени не отработаны подходы к гигиенической оценке комплексного, сочетанного воздействия, психоэмоционального фактора. В области эколого-генетических проблем неоднозначен подход к оценке экологической обусловленности заболеваний у лиц с «малыми» врожденными пороками развития.
В-третьих, социально-экономические проблемы. Отсутствует реальная законодательная база для возмещения ущерба здоровью, вызванного воздействием техногенных факторов (кроме профессиональных) на индивидуальном и общественном уровнях. Нет дифференцированного подхода к финансированию органов здравоохранения, систем социальной и медицинской реабилитации в зонах высокого экологического риска и относительно благополучных территориях. До настоящего времени не перестроена система подготовки специалистов (врачей лечебно-профилактических учреждений и медико-социальных экспертных
комиссий) для идентификации экологически обусловленных нарушений здоровья и объема ущерба здоровью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баевский Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. М., 1997.
2. Ефимова Н.В., Маторова Н.И., Катульская О.Ю. // Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине: Сб. научн. трудов. Новокузнецк, 2005. С. 134—137.
3. Ефимова Н.В., Рукавишников В.С., Дьякович М.П. и др.// Материалы Всероссийской конф. с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». Ульяновск, 2007. С. 87—89.
4. Казначеев В.П. Очерки теории и практики экологии человека. М.: Медицина, 1983.
5. Колесников С.И., Семенюк А.В., Грачев С.В. Импритинг действия токсикантов в эмбриогенезе. М., 1999.
6. Лазарев Н.В. Введение в геогигиену. М.—Л., 1966.
7. Маторова Н.И. // Мед. труда. 2003. №3. С. 19—23.
8. Маторова Н.И. Карчевский А.Н., Прусакова А.В. и др.// Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2000. № 3 (13). С. 55—59.
9. Меерсон З.Ф., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. М., 1998.
10. Моделирование и оценка состояния медико-эколого-экономических систем / Под ред. В.А. Батурина. Новосибирск, 2005. С. 8—149.
11. Рукавишников В.С., Ефимова Н.В. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2000. № 3 (13). С. 63—66.
12. Рукавишников В.С., Ефимова Н.В. // Бюл. СО РАМН. 2008. № 1 (129). С. 52—56.
13. Трахтенберг И.М., Иванова Л.А. // Мед. труда. 1999. № 11. С. 28—31.
14. Фролов В.А., Зотова Т.Ю., Зотов А.К. Болезнь как нарушение информационного процесса. М.: Изд. РУДН, 2006.
15. Экология человека в изменяющемся мире / Под ред. В.А. Черешнева. Екатеринбург: УрО РАН, 2006.
16. Chang L. W., ReuhlH.R., Spyker J.M. // Environm. Research. 1977. N 13. P. 171—185.
17. Gattineni J., Weiser S., Becker A. M. // Clinical pediatrics. 2007. Vol. 46, N 9. P. 844—846.
Поступила 31.08.10
