Фундаментальные проблемы приполярной и арктической медицины

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК: 574.23:57.045

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИПОЛЯРНОЙ И АРКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

Лев Евгеньевич ПАНИН

ФГБУ НИИ биохимии СО РАМН 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Сегодня перед Россией стоит огромная геополитическая задача, связанная с освоением Северного морского пути и шельфов Северного Ледовитого океана. С ее решением данные территории превращаются в зону непрерывной хозяйственной деятельности человека. Экстремальные климатические условия делают необходимым разработку системы жизнеобеспечения, опирающейся на новые принципы профилактики заболеваний человека и оказания ему необходимой медицинской помощи. Эффективность приполярной и арктической медицины будет зависеть от того, насколько полно они смогут учитывать эти особенности среды обитания человека и функционального состояния его органов и систем. Статья написана по материалам институтов СО РАМН, участвующих в изучении медицинских проблем Сибири и Азиатского Севера.

Ключевые слова: Азиатский Север, Арктика, адаптация человека, приполярная и арктическая медицина.

«Организм без внешней среды, под держивающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него».

Сеченов И.М. Избранные произведения. - М.: Изд-во АН СССР, 1952.-Т.1. -772 с.

Адаптация человека к экстремальным экологическим условиям Сибири и Азиатского Севера, состояние его здоровья и работоспособности тесно связаны. Все это делает необходимым разработку нового направления здравоохранения -приполярной и арктической медицины. В значительной степени именно с этой целью в 1970 г. в Новосибирске был создан Сибирский филиал Академии медицинских наук СССР.

Успешное освоение природных богатств Сибири и Севера тесно связано со здоровьем сибирских популяций. Сегодня ишемическая болезнь сердца (ИБС) в высоких широтах служит одной из наиболее распространенных причин снижения работоспособности пришлых жителей и приводит к смерти на 10-15 лет раньше, чем в средних

широтах, а максимум смертей от ИБС (56,2 %) приходится на возраст 40-59 лет (в средних широтах - на возрастную группу после 60 лет, 69,9 %). Важной особенностью ИБС на Севере является прямая зависимость возникновения приступов стенокардии, нарушений электрической активности сердца, изменения артериального давления, ухудшения показателей обменных процессов, усиления окислительного стресса, увеличения склонности к гиперкоагуляции крови, увеличения в крови концентрации стрессовых гормонов, нарастания психоэмоционального напряжения и ухудшения самочувствия больных от резких колебаний величин метеорологических и геомагнитных факторов высоких широт (Ю.П. Никитин, Р.С. Карпов, В.Т. Манчук).

Исследования на Таймыре и Ямале показали высокую распространенность артериальной ги-пертензии (АГ) среди обследованных пришлых жителей Севера (35 %), при этом 60 % всех случаев АГ приходится на возраст до 40 лет. Выявлено, что вероятность развития АГ после 10 лет работы на Севере увеличивается в 3 раза. В отличие от средних широт, где максимум умерших приходится на возрастную группу старше 60 лет, основная часть летальных исходов гипертонической болезни у северян приходится на возраст 40-59 лет. Показана возможность выделения особого северного варианта гипертонической болезни с выраженной метеолабильностью (кардиометеопатии), кризами по церебральному и кардиальному типу с инсультами и инфарктами миокарда.

СЕЧЕНОВ

| Панин Л.Е. \- академик РАМН, директор, e-mail: ibch@soramn.ru БЮЛЛЕТЕНЬ СО РАМН, ТОМ 33, № 6, 2013

По данным официальной статистической отчетности (ФГУБЗ Сибирский окружной медицинский центр ФМБА России) в подростковом возрасте регистрируются значительно более высокие показатели распространенности АГ, чем среди детей от 0 до 14 лет (по СФО - в 6,3 раза). Однако наряду с этим отмечается негативная тенденция в динамике данного показателя: его прирост за последние три года в возрастной группе 0-14 лет составил 100 %, а у подростков 15-17 лет - 66,0 %.

Распространенность АГ у школьников Республики Бурятия составляет 9,7 % при наличии взаимосвязи с половозрастным признаком: высокая распространенность АГ у мальчиков в 1617 лет, у девочек - в 12-15 лет. На формирование АГ влияет фактор урбанизации и высокогорья. Наиболее значимыми факторами риска формирования АГ у детей и подростков Республики Бурятия являются отягощенная наследственность по сердечно-сосудистым заболеваниям, уровень холестерина сыворотки крови, избыточная масса тела, дополнительными - курение родителей, предполагающее вероятность пассивного курения членов семьи, и фаза неустойчивого полового созревания (менархе менее 1 года) у девочек.

Фундаментальные исследования позволяют выявить особенности патогенеза сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) на Крайнем Севере. Известно, что в экстремальных условиях высоких широт изменяются все виды обмена: белков, жиров, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов [1, 2]. Формируется полярный метаболический тип. Организм переходит на новый уровень гомеостаза, для которого характерны иные экологически обусловленные нормы состояния внутренней среды (кровь, лимфа, межклеточная жидкость), иные критерии оценки функциональной активности органов и систем. Например, для энергетического обмена важное значение приобретает переключение его с углеводного типа на липидный [3]. В крови увеличивается содержание транспортных форм жира - липопротеинов очень низкой (ЛПОНП) и низкой (ЛПНП) плотности, т. е. тех форм, которые относятся к ате-рогенным. Однако ранее в северных популяциях это не приводило к развитию атеросклероза или ИБС. На Севере баланс атерогенных и антиате-рогенных форм ЛП в крови восстанавливался за счет повышения содержания липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Сегодня в условиях урбанизации Севера на другом метаболическом фоне известные факторы риска сердечно-сосудистой патологии, т.е. стресс (состояние тревожности), неправильное питание, гиподинамия, вред-

ные привычки (курение, алкоголизм), действуют значительно активнее, и врачи должны это знать.

ЛПОНП и ЛПНП являются также факторами риска для развития диабета второго типа. На Севере выявлен метаболически обусловленный диабет. Он носит транзиторный характер и легко может формировать клинические проявления диабета второго типа при повышении в крови апоВ-содержащих ЛПНП и ЛПОНП. Этому способствуют состояние хронического стресса, употребление избыточного количества углеводов и гипотония. Молекулярные механизмы развития диабета второго типа на Крайнем Севере в настоящее время недостаточно исследованы.

Изменения всех видов обмена веществ естественно предъявляют другие требования к характеру питания человека. На Севере снижается потребность в углеводах и повышается потребность в белках и жирах. Снижение интенсивности углеводного обмена уменьшает потребность организма в ряде водорастворимых витаминов, таких как Bj, В2. Одновременное усиление жирового обмена повышает потребность в жирорастворимых витаминах, таких как А, Д, Е, играющих роль антиоксидантов по отношению к ненасыщенным жирным кислотам. При адаптации человека к холоду снижается коэффициент полезного действия физической работы. Все это делает необходимым уточнение нормативной базы питания для производственных коллективов, осваивающих природные ресурсы Арктического бассейна.

В науке есть такое понятие, как «обусловливающий фактор» [4]. На Севере важную роль играет «метаболическое обусловливание» [3, 5]. Например, макрофаг является важной клеткой системы иммунитета, одновременно он занимает ключевые позиции в обмене липопротеинов крови. На Севере у человека скорость обмена липо-протеинов значительно выше. Это ложится большой нагрузкой на печеночный пул макрофагов. Переключение макрофагов на метаболические функции создает предпосылки для развития «северных» иммунодефицитов. В дальнейшем анализ межсистемных связей позволит разработать систему профилактических мероприятий для коррекции иммунодефицитов на Севере.

Угнетение работы «макрофагального фильтра» в отношении бактериально-вирусной инфекции определяет большую подверженность человека в условиях Сибири и Севера инфекционным заболеваниям. Сегодня наибольшую тревогу вызывает туберкулез. Особенно неблагоприятная ситуация сложилась в Сибири. Это связано с ростом устойчивости M. tuberculosis к лекарственным препаратам. В Томской и Новосибирской областях множественная лекарственная устойчи-

вость обнаруживается у 14,5 % больных, что в 1,5 раза выше среднероссийского показателя. Наиболее опасная ситуация сложилась в Бурятии и Тувинской Республике. Здесь самая высокая заболеваемость и смертность от туберкулеза. Особую угрозу представляет пенитенциарная система Сибири - мощный рассадник распространения болезни среди населения, так как лечение больных туберкулезом в тюрьмах и колониях практически не проводится. Плохая ситуация складывается и в отношении течения воспалительных процессов.

Климато-географические условия Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера определяют, в первую очередь, выраженные особенности климатического течения хронических болезней органов дыхания: высокую частоту холодовой гиперреактивности дыхательных путей, нарушение кондиционирующей способности дыхательных путей, рано возникающую и быстро прогрессирующую мукоцилиарную недостаточность, высокую частоту инфекционной зависимости обострений, быстро прогрессирующие нарушения функции внешнего дыхания, быстрое развитие легочной гипертензии и легочного сердца, отчетливый сезонный характер развития обострений, ассоциированный с действием низкой температуры среды.

Ранее было показано, что резидентные макрофаги отвечают за процессы клеточной регенерации в патологическом очаге любой этиологии [6, 7]. Усиление экспрессии генов и синтеза белка в клетках в очаге воспаления происходит под влиянием кооперативного механизма действия продуктов деградации клеток, стероидных гормонов и ЛПВП. Он реализуется в макрофагах и приводит к образованию биологически активного комплекса «восстановленные формы стероидных гормонов (тетрагидросоединения) - апоА-1». Последний запускает процессы внутриклеточной регенерации. Угнетение фагоцитарной активности макрофагов подавляет действие этого механизма, что способствует хронизации воспалительной патологии у человека на Севере. С данным явлением врачи постоянно сталкиваются. В связи с этим будут разработаны на основе новых представлений эффективные средства усиления клеточной регенерации в условиях Арктики.

Заболеваемость онкопатологией в Сибири неуклонно растет (НИИ онкологии СО РАМН). В 2009 г. в сибирском регионе впервые зарегистрировано 89 385 больных злокачественными новообразованиями, из них в 52,4 % случаев у женщин. За 10 лет прирост абсолютного числа заболевших составил 13,7 %. Показатели заболеваемости и у мужского (СФО - 306,6, ДВФО - 284,4 на 100 тыс. населения), и у женского (СФО -

216,2, ДВФО - 207,5 на 100 тыс. населения) населения выше, чем в среднем по стране (РФ - 227,4 и 204,1 соответственно). Онкологическая заболеваемость в регионе за 10-летний период увеличилась в мужской популяции на 3,1 %, в женской -на 6,2 %. Лидирующие позиции в ее структуре у мужчин занимают злокачественные новообразования трахеи, бронхов и легкого (23,4 %), желудка (9,9 %), предстательной железы (9,9 %) и кожи (8,8 %), у женщин - рак молочной железы (19,9 %), кожи (12,9 %), ободочной кишки (6,6 %), шейки матки (6,4 %) и желудка (6,1 %).

В регионе ежегодно умирают от злокачественных новообразований более 50 тыс. человек (в 2009 г. - 51 864 больных), что составляет 55-60 % от численности впервые взятых на учет. Стандартизированный показатель смертности от злокачественных новообразований в регионе выше, чем в среднем по стране, и в 2009 г. в СФО он составил 137,4, в ДВФО - 134,4 на 100 тыс. населения (в РФ - 125,2). В структуре смертности у мужчин наибольший удельный вес имели опухоли трахеи, бронхов и легкого (30,4 %), желудка (12,7 %) и предстательной железы (6,1 %), у женщин - новообразования молочной железы (17,0 %), желудка (10,8 %) и легкого (8,4 %). В регионе, как и в целом по стране, не удается добиться значительного снижения смертности от новообразований (НИИ онкологии СО РАМН).

Показано, что для коренного национального населения характерен высокий уровень онкологической заболеваемости, различающейся у представителей отдельных групп. У народов Крайнего Севера заболеваемость в 1,5-1,8 раза выше, чем у пришлого населения, у аборигенов, проживающих на южных территориях региона, приближается к показателям приезжего населения. В структуре онкозаболеваемости коренного населения преобладают опухоли пищеварительного тракта и шейки матки. Риск возникновения рака желудка у аборигенов почти в 2 раза выше, чем у приезжих.

Много нерешенных проблем в Сибири связано с медицинской и популяционной генетикой. Во всех случаях оценок состояния генофондов популяции человека, в прошлом и настоящем, для прогноза их развития на будущее необходим анализ основных факторов эволюции - факторов динамики генофонда. Большая роль в решении этой задачи принадлежит исследованиям по генетической эпидемиологии или, иными словами, географии редких мутантных генов наследственных болезней (НИИ медицинской генетики СО РАМН, НИИ терапии и профилактической медицины СО РАМН).

В Сибирском регионе накоплен материал по эпидемиологическим исследованиям груза наследственной патологии. Показано, что существуют региональные особенности в разнообразии наследственной патологии и уровня отя-гощенности.

Изучение разнообразия наследственной патологии в популяциях Сибири позволяет описать генетическую структуру этих популяций через гены наследственных болезней, оценить роль отбора и дрейф генов в ее формировании и выявить те гены наследственных болезней, которые можно условно рассматривать как этнически приуроченные. В обобщенном виде на ближайшую перспективу можно сформулировать следующие задачи (НИИ медицинской генетики СО РАМН):

1) выявление ассоциации полиморфизма генов с наиболее распространенными в Сибири заболеваниями, изучение его связи с патогенезом данных заболеваний; определение диагностической и прогностической значимости полиморфных вариантов генов, их место в общей системе диагностики, прогноза и лечения указанных заболеваний в различных этнических группах Сибири;

2) выявление и изучение факторов техногенной среды Сибири, влияющих на генетический аппарат клеток организма, разработка методов выявления нарушений в структуре генома человека под действием указанных факторов;

3) изучение груза наследственной патологии в различных этнических группах сельского и урбанизированного населения Сибири, совершенствование способов диагностики наследственных заболеваний, разработка предложений по формированию (совершенствованию) системы медико-генетической помощи населению с учетом выявленных особенностей распространения и структуры наследственной патологии в Сибири.

Арктика - это холод. Человек, адаптированный к холоду, предпочтительнее окисляет жирные кислоты, что и было показано ранее [5]. Часть энергии окисления тратится на обогрев организма, а часть - на выполнение химической и физической работы. На Севере теплопродукция человека выше, что приводит к снижению коэффициента полезного действия физической работы [5, 8]. Возникает необходимость уточнения не только норм потребности человека в пищевых веществах, но и калорийности суточных рационов.

Изменение привычной фотопериодики в условиях Арктики приводит к развитию десинхро-нозов. Клинически это проявляется в снижении умственной и физической работоспособности, нарушении сна, эмоциональной нестабильности, непредсказуемости поведения человека и т.д.

В период полярной ночи возникают признаки сенсорной депривации, развиваются депрессивные состояния, иногда порождающие суицидные поступки. В период полярного дня доминируют повышенная возбудимость ЦНС, раздражительность, нарушение сна, различные вегетативные расстройства, в первую очередь кардиогенного характера, и т.д. Все это нуждается в правильной психотропной терапии, грамотном поведении врача - невропатолога и психиатра, опирающегося на системный подход к профилактике десин-хронозов. Решение этой задачи сегодня требует интеграции усилий многих специалистов.

В развитии психосоматической патологии на Севере важную роль играет «синдром психоэмоционального напряжения» [9, 10]. Ведущим его признаком является развитие тревожности. Клинически она проявляется повышением внутренней напряженности, раздражительности и при нарастании тревожной симптоматики может переходить в невроз или депрессию. Выход в психосоматическую патологию здесь определяется индивидуальными особенностями высшей нервной деятельности. Это могут быть заболевания нервной системы, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, сердечно-сосудистая патология, увеличивается при этом и число инфекционных и простудных заболеваний. Сегодня пока нет надежных средств профилактики психосоматических заболеваний. Их активно нужно разрабатывать.

Большую медико-биологическую и социальную проблему в Арктике представляет употребление алкогольных напитков. Формирование алкогольной зависимости здесь идет на 5-7 лет быстрее, чем в умеренных широтах. Оказалось, что у северян в тканях уменьшается скорость гликолиза, метоболическим ответвлением которого является образование эндогенного (собственного) этанола. Снижение содержания эндогенного этанола, участвующего в образовании гормонов позитивного настроения, приводит к потребности повысить его содержание в крови за счет алкогольных напитков. Постепенно это формирует метаболическую зависимость от алкоголя. В НИИ биохимии СО РАМН разработан антиалкогольный препарат «PL-алко»; и получено разрешение на его применение для коррекции отмеченных выше нарушений обмена веществ у человека. Препарат оказался весьма эффективным, и может быть запущено его производство.

Выявлены особенности использования фармакологических препаратов для лечения различных заболеваний на Крайнем Севере, связанные с их повышенным окислением в системе мета-

Маршрут трансарктической лыжной экспедиции Россия - Северный полюс - Канада

болизма ксенобиотиков организма и активным клиренсом. Данная проблема нуждается в дальнейшем изучении. Северная фармакология и приполярная медицина еще не стали достоянием практикующего врача и нуждаются в дальнейшем развитии. Однако краеугольные камни в эти направления уже заложены работами сотрудников институтов СО РАМН.

Сегодня перед Сибирским отделением стоят новые и очень ответственные задачи. Поиск минеральных и энергетических ресурсов в различных районах Арктического бассейна выявил наличие огромного количества запасов нефти, газа и газоконденсата. Сегодня эти территории стали сферой национальных интересов многих государств мира: России, США, Канады, скандинавских стран и др. Без преувеличения можно сказать, что экономическое освоение этих территорий уже сегодня приобретает геополитический характер. В настоящее время наибольшую перспективу представляет экономическое освоение шельфов Северного ледовитого океана, где Рос-

сия имеет самую протяженную государственную границу. В связи с активным таянием паковых льдов северный морской путь становится доступным для судоходства в течение круглого года. Таким образом, Европейский и Азиатский Север России превращается для человека в район активного хозяйственного освоения (см. рисунок).

Миграционные потоки населения в эти районы станут возрастать с каждым годом, и нужно иметь в виду, что они будут интернациональными. Рабочая сила будет привлекаться не только из России, но и из других стран ближнего и дальнего зарубежья: Украины, Белоруссии, среднеазиатских республик, Турции и т.д. Таким образом, речь идет о перемещении людей из благоприятных (комфортных) климатических условий в экстремальные условия Арктики. Разработка научных основ приполярной и арктической медицины становится межгосударственной задачей, в решение которой большой вклад вносит Сибирское отделение Российской академии медицинских наук.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УРО РАН, 2005. 190 с.

2. Казначеев В.П., СубботинМ.Я. Этюды к теории общей патологии. 2-е изд., Новосибирск, 2006. 255 с.

3. Козырева Т.В. Активность центральных и периферических терморецепторов при длительной адаптации к холоду и действии норадреналина // Организм и среда. Новосибирск: СО РАМН, 2003. 80-94.

4. Кривощеков С.Г., Охотников С.В. Производственные миграции и здоровье человека на Севере. Новосибирск: СО РАМН, 2000. 117 с.

5. Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт / Ред. В.П. Казначеев. Л.: Медицина, 1980. 199 с.

6. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса. Новосибирск: Наука, 1983. 232 с.

7. Панин Л.Е., Соколов В.П. Психосоматические взаимоотношения при хроническом психоэмоциональном напряжении. Новосибирск: Наука, 1981. 178 с.

8. Панин Л.Е., Усенко Г.А. Тревожность, адаптация и донозологическая диспансеризация. Новосибирск: СО РАМН, 2004. 315 с.

9. Селье Г. Концепция стресса, как мы ее понимаем в 1976 году // Новое о гормонах и механизмах их действия. Киев, 1977. 21-51.

10. Observations on the Soviet / Canadian Transpolar Ski Trek / Ed. Roy J. Shepard, Andris Rode. KARGER: Basel, Munchen, Paris, London, New York, 1992.190 p.

Key words: Asian North, Arctic, human adaptation, circumpolar and arctic medicine.

Panin L.E. - academician of RAMS, director, e-mail: ibch@soramn.ru

FUNDAMENTAL PROBLEMS OF THE CIRCUMPOLAR AND THE ARCTIC MEDICINE

Lev Evgenyevich PANIN

Federal State Budgetary Institution «Scientific Research Institute of Biochemistry» of SB RAMS 630117, Novosibirsk, Timakov str.,2.

Today Russia has a huge geopolitical problem related to the development of the Northern Sea Route and the shelves of the Arctic Ocean. With its decision these territories become a zone of continuous human activities. Extreme climatic conditions make it necessary to develop the life support system here, based on new principles for prevention of human diseases and provide him with adequate medical care. The effectiveness of the circumpolar and arctic medicine in high latitudes will depend on how well they are able to take into account these features of the human environment and its functional state of organs and systems. The article is based on the material of institutes of the Siberian Branch of RAMS, involved in the study of medical problems of Siberia and the Asian North.