CC BY
9
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ В ИНСТИТУТЕ ОБЩЕЙ И КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ АМН СССР
Доктор биологических наук И. С. Кандрор
Из физиологической лаборатории Института общей и коммунальной гигиены
АМН СССР
Задачей настоящей статьи является освещение опыта работы по использованию физиологических методов при проведении конкретных гигиенических исследований, выполненных в нашем институте за последние годы.
Одной из крупных гигиенических проблем, в решении которых физиологические методы нашли широкое применение, явилась проблема акклиматизации населения во вновь осваиваемых северных районах страны. Перед советскими гигиенистами встала задача изучить впервые в истории осуществляемый в нашей стране опыт освоения и заселения районов Крайнего Севера, дать научную оценку существующим гигиеническим условиям жизни и разработать обоснованные рекомендации для их дальнейшего улучшения. Важной задачей также являлся прогноз идущему в настоящее время процессу оседания населения, адаптации его к новым условиям жизни и, что важнее всего, путям создания «искусственной среды», соответствующей потребностям нормального советского коллектива.
Не требуется доказательств, что решить эту задачу можно было только путем возможно более глубокого и разностороннего изучения физиологических сдвигов и заболеваемости населения в прежних и новых условиях обитания, сопоставляя их с точным изучением особенностей природной среды и бытовых условий жизни. Ниже будут освещены некоторые примененные в ходе решения общей задачи физиологические методы исследования и полученные при их помощи результаты в связи с конкретными гигиеническими вопросами.
Имеющиеся в физиологической литературе данные (Линдгард, 1901; И. П. Бай-ченко, 1935; Н. А. Синадский, 1940; А. Д. Слоним, Р. П. Ольнянская и С. О. Руттен-бург, 1945) говорят о резком понижении уровня основного обмена у человека в Арктике и Заполярье в условиях изолированных зимовок, полярных экспедиций и т. п. Этот факт нельзя было расценивать иначе, как доказательство угнетающего влияния условий жизни на тонус высших нервных центров и организм в целом. Для выявления и оценки преобразований и улучшений условий жизни населения в ныне существующих крупных населенных пунктах с их высоким уровнем материально бытового и культурного обеспечения, круглогодичным профессиональным трудом, — было естественно изучить сдвиги в уровне основного обмена у вновь прибывающих и проживающих на Крайнем Севере ряд лет и сопоставить их с уровнем основного обмена у жителей центральной полосы СССР. Проведенные нами (И. С Кандрор, К- А. Рапопорт) исследования доказали отсутствие угнетения обмена и, наоборот, отчетливое его повышение у некоторых групп, особенно в зимний сезон. Дальнейший анализ позволил получить выводы, имеющие еще более непосредственное отношение к решению некоторых гигиенических вопросов. Оказалось, что у лиц, постоянно живущих и работающих в отапливаемых помещениях — служащих, учащихся, рабочих котельных и т. п., — основной обмен в течение всего года поддерживается на сравнительно одинаковом уровне с небольшими сезонными колебаниями почти так же, как и у жителей умеренного климата.
В то же время у работающих на открытом воздухе (строители и др.) наблюдается повышение основного обмена, особенно выраженное в зимние, наиболее холодные месяцы. С физиологической стороны эти сдвиги следовало признать бесспорно приспособительными, имеющими терморегуляторный характер. Но для гигиениста они в то же время служили указанием на не совсем благоприятные производственные условия, в которых протекал труд этих лиц и, следовательно, на необходимость разработки соответствующих мероприятий по улучшению и оздоровлению этих условий, между прочим, и путем разработки соответствующей тепло- и ветрозащитной одежды. Оказалось возможным также выявить влияние значительных перепадов температур по вертикали в некоторых жилищах старого типа на уровень основного обмена у детей младшего возраста, так как дети этого возраста находятся значительную часть времени в более низкой температурной зоне, чем взрослые. И если у взрослых дело ограничивается сосудистыми реакциями, увеличением разницы в температуре кожи верхних и нижних конечностей (С. И. Ветошкин, 1951), то у детей указанного возраста в реакцию вовлекается и химическая терморегуляция, вызывающая настройку обмена на более высокий уровень.
Установление этой закономерности дало еще большие основания для соответствующих гигиенических требований и рекомендаций. Прямое отношение к вопросам нормирования микроклимата жилых помещений имеют и данные, полученные при помощи методики холодовой пробы. Независимо от установления характерных сдвигов в регуляции просвета периферических сосудов при охлаждении — реакции, обнару-
живающей черты приспособления к местному и общему охлаждению, скорость восстановления кожной температуры после стандартного охлаждения оказалась явно зависящей от температуры помещения Это позволило понять субъективное предпочтение более высокой температуры в помещении, которое отмечается у большинстза населения в Заполярье.
Повышение эффективности терморегуляторной функции центральной нервной системы, как показали динамические наблюдения, происходит главным образом на протяжении первого года жизни на Крайнем Севере. Именно на этот период падает наибольший процент заболеваемости теми формами болезней, при которых фактор охлажд ния имеет определенное этиологическое значение (Е. И. Солтыский). Соответствующая перестройка физиологических функций имела своим следствием, как мы видим, уменьшение заболеваемости. Аналогичная параллель, а возможно, и более глубокая причинно-следственная связь между физиологическими сдвигами и заболеваемостью обнаруживалась и в других областях. Для примера укажем на то, что изучение резистентности капилляров кожи у многих сотен лиц на протяжении всех сезонов года позволило выявить наличие своеобразных сезонных колебаний этой функции, стоящих, как оказалось, в связи с сезонными колебаниями витаминов в пищевом рационе, и находящих свое отражение в картине общей заболеваемости населения.
Немаловажное значение для общей оценки условий жизни населения и для понимания реакций организма на резкую смену привычного жизненного стереотипа в новом месте жительства могло .иметь изучение уровня кровяного давления. Соответствующие массовые наблюдения показали, что как у коренного, так и у пришлого населения уровень систолического, а особенно диастолического давления, в первые годы акклиматизации значительно ниже, чем в средних широтах, где до этого про_-живало пришлое население. Не касаясь здесь анализа причин, вызвавших такой сдвиг, важно отметить, что заболеваемость гипертонической болезнью оказалась здесь значительно меньшей, а течение болезни в общем более легким, чем в городах средней полосы СССР.
Значение исследования этой функции для гигиенической оценки общих условий жизни населения становится очевидным в сзете кортико-висцеральной теории патогенеза гипертонической болезни.
Для выявления нарушений динамического стереотипа в деятельности коры го ловного мозга с успехом было использовано изучение ритмики физиологических функций. Наиболее простым и методически доступным приемом для широкого использования при массовых наблюдениях является изучение суточной ритмики температуры тела.
Как показали наши наблюдения, нарушение правильности чередования дня и ночи в природе вызывают в организме нарушение суточной периодики ряда важных функций организма. Даже такая косная и при самых различных воздействиях прочно удерживаемая функция, как ритмические колебания температуры тела, подвергается изменению: наблюдаются атипичные формы суточной температурной кривой, отражающие фазовые явления в состоянии коры больших полушарий. Интересно, что частота тех или иных ненормальных форм температурной кривой меняется в зависимости от сезонов полярного года.
Сезонные колебания интенсивности естественного освещения, столь резко выраженные на Крайнем Севере, также оказывают на организм известное значение. Выявить его оказалось возможным путем использования такой простой и удобной для массовых наблюдений методики, как определение уровня электрокожного сопротивления (ЭКС) — явления, лежащего в основе так называемого кожно-гальванического рефлекса. Этим путем были выявлены отчетливые сезонные колебания ЭКС, почти одинаково выраженные у взрослых и детей, рабочих, служащих, учащихся, лиц с разным сроком проживания на севере. Именно это обстоятельство позволило считать их следствием сезонных колебаний естественной освещенности, одинаково влияющих на всгх лиц, независимо от пола, возраста, профессии и т. п. Анализ полученных материалов позволил сделать вывод о разном соотношении процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий в период полярного дня и ночи. Справедливость этого вывода была подтверждена путем изучения сезонных колебаний длительности и характера естественного ночного сна — показателя, гигиеническое значение которого очевидно.
В этом же плане были проведены наблюдения над периодичностью менструальной функции у женщин в Заполярье. Здесь легко удалось убздиться, что данные об угнетающем влиянии темноты на половую функцию и деятельность гипофизарно-го-надной системы у животных и птиц ни в коей мере не могут быть перенесены на человека (Л. Ливеллин, И. В. Давыдовский, Н. А. Селицкий). Все природные факторы оказывают свое влияние на человека и население не непосредственно, а через ту «искусственную среду», которую общественно-трудовая деятельность людей выдвигает между собой и природой. Эти данные, полностью подтвердившиеся при сопоставлении с динамикой и уровнем рождаемости в разные сезоны года, имеют важное значение для обоснования положительного прогноза в отношении естественного прироста населения на Крайнем Севере.
Для оценки значения ветрового фактора и обоснования тепло- и ветрозащитных мероприятий в области планировки жилища, одежды и защиты органов дыха ния с успехом были применены методики топографии и динамики кожных темпера тур и газообмена, изучения структуры дыхательного цикла, пневмография и пр (Ю. В. Вадковская, С. И. Ветошкин, А. И. Ицкова).
В решении других крупных проблем современной коммунальной гигиены физио логические методы также нашли широкое применение в сочетании с различными методами регистрации состояния внешней среды.
Результаты этих исследований уже освещались в печати, поэтому мы ограничиваемся только кратким перечислением использовавшихся физиологических методик
Так, при обосновании нормативов микроклимата в жилище в разных климати ческих зонах СССР были использованы, наряду с термометрией кожи, методики учета лучистого теплообмена, измерения электрокожного сопротивления как косвенного показателя слабых степеней потоотделения; методика холодовой пробы — для определения температурного диапазона, в котором с наибольшей быстротой и подвижностью происходят сосудистые терморегуляторные реакции. Для обоснования допустимых перепадов температур при искусственном охлаждении жилища на юге (кондиционировании) были использованы и дали определенные результаты методики определения зрительно-моторных координаций и др. (М. С. Горомосов).
В области гигиенической оценки новых источников света люминесцентных, эри-темно-люминесцентных ламп и др. были использованы наряду с физиологическими и биохимические методики. Так, были использованы и дали необходимые материалы для нормирования показатели оптической и сензорной хронаксии, зрительной работоспособности, различительной чувствительности глаза, а при изучении источников света с ультрафиолетовым компонентом — эритемная реакция, уровень фосфора и щелочной фосфатазы в крови, рентгеноскопия костей и др. Применение этих методов, наряду с тщательным клиническим обследованием, позволило с достаточной полнотой устанавливать наличие и степень ультрафиолетовой недостаточности в организме подопытных животных и у детей в разных климатических поясах и оценивать эффективность различных профилактических и общеоздоровительных мероприятий (Н. М. Данциг, А. П. Забалуева, В. К- Беликова, Д. М. Демина, И. С. Кандрор).
В области гмгиены одежды уже давно применяются и стали обязательными различные методики учета теплового состояния организма и излучения терморегуля-торных реакций. В дополнение к ним мы шире стали применять методики регистрации лучистого теплообмена человека со средой, что представляет большой интерес в условиях севера и юга (Крайний Север, Туркмения).
В области изучения загрязнений атмосферного воздуха и их влияния на организм за последние годы применялся в практике нашего института комплекс физиоло-го-морфологических методов. Так, влияние на организм загрязнений атмосферного воздуха свободной двуокисью кремния изучали по данным массовой рентгенографии грудной клетки (М. С. Гольдберг), влияние окиси углерода — по уровню карбокси-гемоглобина в крови и некоторым другим показателям (Н. Н. Скворцова), влияние сринца — по накоплению этого элемента в органах и тканях экспериментальных животных одновременно с учетом выделения его из организма, а также по прижизненным изменениям биологически активных свойств крови — так называемому обонятельно-гуморальному рефлексу (Г. И. Муравьева). Для оценки влияния сероводорода и сероуглерода были применены методики учета пищевых реакций (количество высосанного молока, частота срыгиваний и др.) у младенцев в сопоставлении с ходом их развития (Л. Ф. Глебова).
Областью, в которой физиологические методики стали применять лишь в последние годы, является гигиена водоснабжения. Здесь следует отметить, что при обосновании предельно допустимых концентраций некоторых вредных веществ в водоемах, наряду с изучением влияния загрязнений на водоем, на процессы его самоочищения, что, несомненно, имеет важное значение, центр тяжести оказался перенесенным на изучение непосредственного влияния растворенных веществ на организм. Разумеется, широко показанным является здесь метод хронического эксперимента на животных с динамическими наблюдениями за общим состоянием и некоторыми важными показателями функционального состояния. Речь идет об учете развития животных, взятых под опыт в молодом возрасте, периодическом изучении сдвигов в крови, а также изменений в условнорефлекторной деятельности под влиянием тех или иных концентраций изучаемых веществ.
Этот путь был использован в нашем институте И. В. Назаренко для нормирова «ия предельно-допустимой концентрации формальдегида.
Такой разносторонний подход к вопросу гарантирует получение данных, доста точно надежно обосновывающих рекомендуемую предельно допустимую концентрацию.
Сравнительно новой областью применения физиологических методик в гигиене является обоснование нормативов солевого состава питьевых вод. Мы имеем здесь дело не с веществами, вредное действие которых может быть легко обнаружено при повышении концентрации до известных пределов. Поскольку речь идет о физиологических методах, следует указать, что здесь были применены и методики перфузии изолированных органов, и различные методы оценки влияния растворенных в питье-
рой воде солей на функции целостного организма, — пищеварение, выделение и регуляцию постоянства внутренней среды, а также вопрос о действии через вкусовые рецепторы на питьевой центр, регулирующий водопотребление и водный обмен организма.
Для физиологического обоснования нормативов были использованы классические павловские методики регистрации секреторной и моторной деятельности желудочно-кишечного тракта — ход желудочного сокоотделения, переваривающая сила, свободная, общая и связанная кислотность, состав мочи, характер стула и т. п. при введении в желудок воды с разным солевым составом натощак или одновременно с пищей.
Это потребовало применения хирургических методов (наложение фистул, образования павловского желудочка и др.) и постановки физиологических наблюдений ьа животных (собаки) в условиях хронического эксперимента (А. И. Бокина, К. А. Рапопорт, Н. Н. Скворцова).
В качестве ценного дополнения к указанным методикам явились методики учега питьевых реакций целостного организма, т. е. реакций утоления жажды в зависимости от солевого состава питьевой воды. В целях углубленного анализа были использованы такие методические приемы, широко применяемые физиологами павловской школы (И. Н. Журавлев и сотрудники) как мнимое питье, введение воды в обход ротовой полости непосредственно в желудок и т. п. Исследование не могло бы быть названо гигиеническим, если бы оно не использовало всех возможных методов изучения реакций у людей. И здесь в первую очередь следует указать на возможность использования различных методик, предложенных советскими физиологами в последнее время (Н. Ф. Суворов, П. О. Макаров). В настоящее время мы работаем над расширением арсенала и уточнением методик учета адаптивных изменений в организме, которые требуют расширения физиологических показателей и удлинения сроков наблюдения. Наконец, исключительно важная роль принадлежит массовым обследованиям населения в соответствующих районах с применением всех доступных физиологических методов.
Работа советских гигиенических учреждений в последние годы поднимается на новый, более высокий уровень. Трудно переоценить значение методических достижений в любой отрасли наук. Слова И. П. Павлова о том, что для исследователя «все — в методе», имеют для гигиенистов исключительное значение. Не только в центральных учреждениях, но и на периферии идет большая и серьезная работа по овладению новыми путями и методами исследования, относящимися как к внешней среде (ионизирующие излучения, микроэлементы и др.), так и к организму. В области изучения последнего важнейшая роль принадлежит комплексу физиологических, биохимических и морфологических методов. Развивать их в наших исследованиях — важнейшая задача.
Разумеется, еще рано подводить какие-либо итоги, вернее будет считать, что эта работа нуждается во всемерном расширении.
Тем не менее обобщение опыта последних лет позволяет притти к некоторым общим выводам. Для оценки влияния на организм различных факторов и условий внешней среды 1 могут быть использованы почти все существующие методы. Особенности общей и коммунальной гигиены как медицинской дисциплины, заставляют отдавать предпочтение методам хронического эксперимента на животных и, особенно, непосредственным наблюдениям на людях в реальных условиях их жизни. Последнее в известной мере ограничивает число практически применимых методик и в то же время предъявляет к подобного рода исследованиям ряд особых требований. К ним относятся:
1. Поиски таких функций в организме и таких показателей их сдвигов, которые наиболее существенным образом отражали бы особенности длительного воздействия на организм факторов малой интенсивности, а также адаптивные способности организма.
2. Достаточно точная количественная характеристика изучаемых сдвигов, что необходимо для обоснования любого гигиенического норматива, всегда имеющего определенное числовое выражение.
3. Установление статистической достоверности обнаруженных различий, что тем более необходимо, чем менее выражены изучаемые сдвиги. Отсюда часто вытекает необходимость проведения наблюдений на достаточно больших группах населения, имея в виду выявление возрастных, профессиональных, типологических и других различий в характере реакций на один и тот же раздражитель.
4. Желательность одновременного учета реакций обеих сигнальных систем, что дает вазможность объективного суждения о реакциях исследуемых лиц, а также позволяет выявить роль социальных факторов внешней среды.
Поступила 20/VI 1955 г.
■Ь Я Ъ
1 Практически нередко в гигиенических исследованиях ставится вопрос не только об оценке действия данного фактора, но и об оценке последствий его недостаточности.
