Техногенное загрязнение окружающей среды как фактор риска развития заболеваний

В этой связи, необходима целенаправленная городская политика, учитывающая санитарно-гигиеническую составляющую в следующих компонентах:

1) модернизация транспортных сетей города и пригородной зоны с увеличением их пропускной способности, качества дорожного покрытия, средней скорости движения транспортных средств (разгрузочные «транспортные коридоры»);

2) изменение топливного баланса в теплоэнергетической промышленности и снижение доли угля и мазута с переходом на газ в качестве топлива;

3) более высокое озеленение внутригородского пространства с внедрением в состав посадок газоустойчивых зеленых насаждений и созданием «экологического каркаса».

Заключение. Реализация данных мероприятий позволит поэтапно снижать риск появления экологически обусловленных заболеваний среди населения города и обеспечить современное развитие города.

STRUCTURE OF INDUSTRIAL POLLUTION SOIL CONTAMINATION IN VORONEZH

T. BEREZHNOVA Voronezh State Medical Academy after N.N. Burdenko

According to the results of studying the structure of industrial soil pollution in Voronezh has been determined. Priority pollutants have been identified. Specific hygiene recommendations for improving the situation and pollution index normalization have been given. Key words: pollution, environment, soil.

УДК 614.7

ТЕХНОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ КАК ФАКТОР РИСКА РАЗВИТИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Т.А. БЕРЕЖНОВА, В.И. ДЕНИСЕНКО*

Выполнено ранжирование административных территорий Воронежской области по уровню заболеваемости населения. Оценен риск для здоровья населения, обусловленный загрязнением среды обитания, выявлены приоритетные загрязняющие вещества, вносящие наибольший вклад в канцерогенный и неканцерогенный риск здоровью населения. Установлены взаимосвязи уровня техногенной нагрузки и заболеваемости населения.

Ключевые слова: заболеваемость населения, факторы риска, среда обитания.

Техногенное загрязнение окружающей среды, имеющее место на большинстве промышленно развитых территорий, оказывает как прямое, так и опосредованное негативное воздействие на здоровье человека. Следовательно, развитие концепции безопасности, направленной на устранение явных и потенциальных угроз здоровью человека со стороны среды обитания, приобретает особую актуальность.

Цель исследования - научное обоснование системы профилактических мероприятий по снижению риска для здоровья населения аграрно-индустриального региона, обусловленного воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды.

Материалы и методы исследования. Гигиеническая оценка качества среды обитания (атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы селитебной и сельскохозяйственных угодий) проведена на основе действующих нормативных документов (СанПиН, ГОСТ) с использованием комплексных характеристик и фондовых данных системы социально-гигиенического мониторинга за 1998-2009 гг. по 32 административным районам Воронежской области и г. Воронежу.

Для исследования, ранжирования и картографирования с использованием ГИС нами выбраны уровни загрязнения атмосферного воздуха населенных мест по 7 приоритетным загрязняющим веществам (пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, свинец, фенол, формальдегид).

При оценке качества питьевой воды обращено внимание на приоритетные для Воронежской области загрязнители: железо,

* Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

марганец, нитраты и нитриты, которые были включены в расчет индекса загрязнения.

В расчет суммарного показателя загрязнения почвы нами включены 6 приоритетных для Воронежской области загрязнителей почвы: медь, цинк, свинец, никель, кадмий, хром.

С учетом наиболее актуальных проблем, отражающих популяционное здоровье Воронежского региона, осуществлено ранжирование и картографирование показателей заболеваемости по двум направлениям:

1) оценка медико-демографической ситуации с выделением зон медико-демографического риска;

2) анализ пространственно-временных тенденций заболеваемости населения по основным классам болезней и общей заболеваемости.

Поскольку показатели заболеваемости не являются нормируемой величиной, ранжирование каждого из них проведено на основе оценки среднетерриториального значения и расчета среднего квадратичного отклонения, что позволило выделить пять уровней заболеваемости: «очень высокая», «высокая», «средняя», «ниже средней», «низкая».

Для количественной оценки канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью применены методы закрепленные «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (утв. главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 05.03.2004 г.).

Результаты и их обсуждение. В ходе исследования установлено, что антропотехногенная нагрузка на среду обитания административных районов Воронежской области характеризуется преобладающим вкладом выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта (вклад стационарных источников ежегодно составляет 15-17%, передвижных - 83-85%).

Отмечается превышения гигиенических нормативов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, фенол, формальдегид) до 23 ПДК. Коэффициент комплексной техногенной нагрузки на атмосферный воздух, рассчитанный по семи приоритетным загрязнителям для административных территорий Воронежской области, варьирует в интервале от 1,06 до 1,66 единиц; 6 из 32 территорий относятся к рангу «высокий уровень загрязнения».

Качество питьевой воды по санитарно-химическим показателям характеризуется превышением гигиенических нормативов по содержанию железа, марганца, нитратов, жесткости от 1,1 до 5 ПДК. 4,3% жителей области постоянно употребляют питьевую воду с общей жесткостью >10 мг/экв./дм3. При ранжировании установлено, что 5 территорий из 32 характеризуются индексом загрязнения воды более 2,5 единиц.

Выявлены локальные зоны загрязнения почвы населенных мест. Комплексный показатель загрязнения, рассчитанный по 6 тяжелым металлам (медь, цинк, свинец, кадмий, хром, никель) в разрезе административных территорий Воронежской области варьирует в интервале от 1,42 до 2,43 единиц).

Неблагополучное качество окружающей среды отражается на состоянии здоровья населения.

Большинство медико-социальных показателей в последние годы имеют неблагоприятные тенденции. Убыль населения по Воронежской области регистрируется с 1989 г. Основной демографической проблемой в области, как и в Российской Федерации, является высокий уровень смертности населения, показатель которой до 2003 г. стабильно возрастал до 19,0 на 1000 населения. Однако, в течение 2004-2009 гг. наметилась тенденция его снижения. Болезни системы кровообращения, а также новообразования, внешние причины (несчастные случаи, отравления и травмы) преобладают в структуре смертности населения. Ежегодно на их долю приходится более 80% умерших.

Установлено, что риск смертности по причине болезней системы кровообращения резко возрастает, начиная с 60-летнего возраста, в то время как максимум смертности от травм регистрируется в возрастных группах 40-60 лет.

С 1999 г. начинает возрастать показатель рождаемости (до 10,4 родившихся детей на 1000 населения в 2009 г.). Однако из-за высокой разницы показателей рождаемости и смертности продолжает наблюдаться убыль населения.

В последние годы имеет место тенденция к снижению младенческой смертности с 13,8 в 1991 г. до 7,8 на 1000 родившихся в 2009 г. В структуре младенческой смертности доминируют

причины, связанные с состоянием здоровья матери: перинатальные причины (43,9%) и врожденные аномалии (30,5%), составляющие в сумме около 75% всех смертельных исходов среди детей в возрасте до 1 года.

Интегральная оценка медико-демографических данных по 4 критериям: общей смертности, рождаемости, естественной убыли и младенческой смертности за 12 лет, позволяет отнести к рангу 1 («высокий медико-демографический риск») 4 муниципальных района (Верхнехавский, Бобровский, Нижнедевицкий, Хохоль-ский), где отмечаются наиболее высокая естественная убыль населения (до - 19,0) и достаточно высокие показатели младенческой смертности (до 16,2 на 1000 детей). Это районы с наиболее неблагоприятным медико-демографическим прогнозом.

Территориально-временной анализ основных («маркерных») критериев состояния здоровья, показал что, с одной стороны, наблюдаются однотипные тенденции в динамике большинства показателей состояния здоровья и нозологических форм (ухудшение параметров общественного здоровья в течение 19982009 гг.), а, с другой стороны, сохраняются относительно стабильными зоны высокой и низкой заболеваемости населения.

Диапазон колебаний среднемноголетнего показателя общей заболеваемости населения по отдельным административным территориям составляет для взрослых от 611,7 до 1442,4, для подростков - от 505,4 до 3003,8, для детей - от 684,2 до 2058,4 случаев на 1000 населения.

К рангу с «очень высоким» уровнем заболеваемости взрослого населения (от 1300 до 1500 случаев на 1000 населения) относятся 3 муниципальных района; подростков (от 1844,9 до 3003,8 случаев на 1000 подростков) - 5 районов; детского населения (от 1592,3 до 2058,4 случая на 1000 детей) - 3 района г. Воронеж.

Первые три ранговых места в структуре заболеваемости занимают болезни органов дыхания (удельный вес - 21,1%), болезни системы кровообращения (17,9%), болезни костно-мышечной системы (7,8%).

С учетом ведущей причины смертности и структуры заболеваемости, нами выделены территории риска по болезням системы кровообращения.

В структуре болезней системы кровообращения ведущее место занимают цереброваскулярные болезни и артериальная гипертензия, распространенность которых высока и имеет тенденцию к росту. Число больных, страдающих гипертонией, среди жителей области за последнее десятилетие увеличилось на 9%. Ежегодно в лечебные учреждения области госпитализируются около 24 тыс. больных с цереброваскулярными заболеваниями, 23% которых становятся инвалидами. Данная патология наиболее характерна для взрослого населения. За анализируемый период она носит четкую тенденцию роста, а наибольший её уровень -308,6 случаев на 1000 населения - отмечался в 2009 г.

Ранжирование территории Воронежской области по уровню болезней системы кровообращения среди взрослого населения позволяет отнести к рангу «очень высокая» заболеваемость (от 300 до 356 случаев на 1000 населения) 4 муниципальных района (Новоусманский, Хохольский, Бобровский, Петропавловский).

Низкий уровень патологии системы кровообращения среди взрослых (от 100 до 150 случаев на 1000 населения) отмечается в 7 районах: Панинском, Каширском, Лискинском, Павловском, Россошанском, Кантемировском и Поворинском.

Переходя к оценке канцерогенного риска для здоровья, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха, следует отметить, что уровни рисков находятся для свинца в пределах от 1,63х10-6 до 5,07х10-6, что соответствует предельно допустимому риску, т.е. верхней границе приемлемого риска (второй диапазон); для формальдегида - от 1,02х104 до 1,83х104 что относится к третьему диапазону (индивидуальный риск в течение всей жизни более 1х104, но менее 1х10-3), который является приемлемым для профессиональных групп, но неприемлем для населения в целом.

Несмотря на то, что для сельских населенных пунктов характерна меньшая техногенная нагрузка, чем для крупных промышленных городов, установлено, что уровни неканцерогенного риска от присутствия 6 из 7 контролируемых веществ (пыль, диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, свинец, фенол, формальдегид) являются неприемлемыми (HQ>1).

Канцерогенный риск, связанный с вероятным присутствием в питьевой воде тетрахлорэтилена, дихлорбромметана, четыреххлористого углерода, хлороформа, бромоформа и трихлорэтилена

находится в интервале 10-6 - 10-4, что по классификации уровней риска соответствует предельно допустимому риску. Недопустимый неканцерогенный риск здоровью населения, обусловленный качеством питьевой воды централизованных систем водоснабжения, и рассчитанный по среднемноголетним концентрациям, на территориях Воронежской области для детского и взрослого населения не отмечается.

Оценка риска для здоровья населения от загрязнения почвы не проводилась, поскольку её ингаляционное и пероральное поступление в организм маловероятны.

С целью верификации результатов оценки риска, на заключительном этапе проведена оценка степени сопряженности уровня техногенной нагрузки, определенного по данным лабораторных исследований загрязнения объектов окружающей среды (атмосферного воздуха, питьевой воды) и заболеваемости различных возрастных групп населения (дети до 14 лет, взрослые) на основе корреляционного анализа этих данных.

Корреляции между показателями заболеваемости детей и средними значениями концентраций загрязняющих атмосферный воздух веществ свидетельствуют о положительной связи между показателями суммарного загрязнения атмосферного воздуха (Катм.) и заболеваемости детей астмой, астматическим статусом (г=0,77), болезнями эндокринной системы (г=0,41), врожденными пороками развития (г=0,35).

Выявленные корреляции показателей качества питьевой воды по силе связи являются слабовыраженными (г<0,33), при наибольшей величине связи с уровнем заболеваний мочеполовой системы.

Авторская методическая схема типизации территорий по индексу санитарно-гигиенической напряженности (1с-г), рассчитанному как средний арифметический ранг из суммы трех интегральных показателей (индексов техногенной нагрузки, качества окружающей среды и здоровья населения), выраженных в оценочных баллах, позволяет выделить на территории области по уровню санитарно-гигиенической напряженности 5 типов районов: высокая санитарно-гигиеническая напряженность - 2 территории (6,1%); повышенная санитарно-гигиеническая напряженность - 5 территорий (15,2%); средняя санитарно-

гигиеническая напряженность - 14 территорий (42,4%); пониженная санитарно-гигиеническая напряженность - 5 территорий (15,2%); низкая санитарно-гигиеническая напряженность - 7 благополучных территорий (21,2%).

Основой системы мероприятий по снижению риска и профилактике заболеваемости населения является дифференцированный, поэтапный подход, включающий снижение воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, динамический мониторинг состояния здоровья населения.

Заключение. Результаты выполненных исследований нашли отражение в разработке комплексных программ и нормативно-методических документов, направленных на стабилизацию санитарно-гигиенической обстановки, снижение уровня воздействия на здоровье человека неблагоприятных факторов среды обитания, первичную профилактику заболеваемости населения.

Целесообразность развития и эффективность предложенных нами подходов подтверждена итогами практического внедрения.

Совершенствование системы регионального социальногигиенического мониторинга заключается в использования различных алгоритмов анализа санитарно-гигиенической информации и уровня риска заболеваемости населения: количественной оценки канцерогенного и неканцерогенного рисков, корреляционного анализа, ранжирования частных и интегральных показателей, реализованной на основе технологий географических информационных систем.

Оценка эффективности управленческих решений, разрабатываемых на основе результатов региональной системы социально-гигиенического мониторинга, подтверждается благоприятной динамикой отдельных показателей: снижение за 12 лет удельного веса проб воздуха, не отвечающих гигиеническому нормативу по свинцу с 8,5% до 0%; снижением за последние 5 лет в 3 раза с 24,7 до 7,8% удельного веса проб питьевой воды из водопроводной сети, не отвечающей гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям; снижением концентрации приоритетных загрязнителей (марганца и железа) - в 2 раза.

Таким образом, на территориальном уровне определены приоритетные факторы канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью, выявлены территории риска, что позволило научно

обосновать приоритетные мероприятия по профилактике заболеваемости населения.

RISK ASSESSMENT FOR HEALTH EFFECTS ASSOCIATED WITH ENVIRONMENTAL FACTORS

T. BEREZNOVA, V. DENISENKO Voronezh State Medical Academy after N.N. Burdenko

Ranking administrative areas of the Voronezh region in accordance with levels of morbidity has been made. the public health risk caused by environmental pollution has been assessed, priority pollutants causing carcinogenic and non-carcinogenic risks to public health identified, the interrelation of the level of technogenic load and morbidity determined.

Key words: morbidity, risk factors, environment.

УДК 57.045, 57.056

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ МЕХАНИЗМА ВЛИЯНИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

К.С.ГОЛОХВАСТ, В.В.ЧАЙКА

В настоящем обзоре приведены результаты последних работ, посвященных проблеме воздействия низких температур на систему

местного иммунитета человека и животных.

Ключевые слова: низкие температуры, адаптация, экология.

В последние десятилетия влияние низких температур на организм человека и животных всесторонне исследуется, являясь важнейшей задачей физиологии и практической медицины [4,79,18,24,25,32,34,38,42-44,67,76,78,79,84,85]. В процессе эволюции у теплокровных организмов формировалась система терморегуляции, которая способствовала расширению ареала их обитания в широких пределах изменения внешней температуры. Известно, что система терморегуляции, как и другие физиологические системы организма, включает в себя:

1) специфические рецепторы;

2) центральное звено - структуры нейрогуморальной регуляции на разных уровнях ЦНС;

3) исполнительное звено - эффекторные органы [39].

Ранее считалось, что система терморегуляции не имеет собственных эффекторных органов и использует для сохранения температурного гомеостаза эффекторные механизмы других систем - кровообращения, дыхания, выделения, обмена веществ и других [2]. Не так давно появились сообщения [51,53,66,70,7274,76,78], показывающие, что у мышей и других животных, а также человека обнаружены специфические рецепторы, которые отвечают за чувствительность тканей к низкой температуре. Так было показано, что белок TRPM8 одновременно является рецептором холода и ментола, и, обнаружен как у мышей, так и у человека. С этим ряд авторов [51,73,74] связывает обезболивающий эффект низких температур. Под воздействием холода и ментола TRPM8 вызывает ток ионов кальция извне внутрь клетки, формируя разность потенциалов. По данным лабораторных исследований, и у мышей, и у человека белок TRPM8 «включается», когда окружающая температура опускается ниже -27° С. Авторам удалось вывести также мутантные линии мышей, не обладающих способностью к выработке этого белка. Все они оказались почти нечувствительными к пониженным температурам. Поскольку определенная чувствительность сохранялась, это, по мнению исследователей, указывает на существование дополнительного механизма чувствительности к холоду, хотя и значительно меньшего по своей мощности механизма, задействующего TRPM8. При этом болевая чувствительность у мутантных мышей значительно повышалась. TRPM8 относится к тому же семейству белков, на основе которых построен рецептор, детектирующий тепло, он близок по своей структуре к капсаицину (блокатору быстрых К-каналов А-типа), участвующему в воспалительных реакциях, входящему в состав перца и обуславливающему его «горячий» вкус [59].

Свободно-радикальное повреждение легких при охлаждении характеризуется повышенной секрецией биологически активных веществ (в том числе, катехоламинов, гистамина, серотонина), что ведет к воспалительной клеточной инфильтрации, повышению сосудистой проницаемости, отеку тканей, местной

гипоксии [41]. На сегодняшний момент механизм влияния на иммунную систему биогенных аминов изучен достаточно детально [28,29]. Результаты исследования авторов свидетельствуют о том, что катехоламины оказывают свое влияние на всех этапах развития иммунного ответа, что проявляется в увеличении лимфопролиферативных реакций (СЭ10+), повышении содержания клеток, активированных 1Ь-2 (СЭ25+), стимуляции диффе-ренцировки Т-хелперов и цитотоксических лимфоцитов, в том числе нормальных киллеров. Участие биологически активных аминов в регуляции цитокиновых реакций обусловлено повышением содержания провоспалительных цитокинов (1Ь-6 и Т№а) и снижением уровня противовоспалительного цитокина 1Ь-10, что свидетельствует о стимулирующем влиянии их на развитие воспалительных процессов и усилении реактивности со стороны иммунной системы. Установлено влияние катехоламинов на антителообразование за счет снижения содержания 1§0, 1§Д на фоне компенсаторного повышения концентрации реагинов в сыворотке крови [29,30]. Имеются также свидетельства о влиянии на иммунную систему и других активных аминов - серотонина и гистамина [35]. Авторами выявлено в частности ингибирующее влияние гистамина и серотонина на активность фагоцитарной защиты с повышением частоты регистрации дефицита активности (до 62,5 и 54,0%) и интенсивности фагоцитоза (75,1 и 55,1%) со снижением процента активных фагоцитов (с 50,68±2,41 до 46,70±2,24% и с 57,18±1,68 до 50,12±2,93%) у практически здоровых мужчин, родившихся и проживающих на Севере.

Сообщается [5] об исследовании экспрессии мРНК серотониновых 5-НТ1А и 5-НТ2А рецепторов во фронтальной коре, гипоталамусе, гиппокампе и среднем мозге у адаптированных к холоду крыс (5 недель при 4-6°С) и контрольных (5 недель при 20-22°С). Авторы показали, что длительная адаптация организма к холоду, не оказывая существенного влияния на экспрессию мРНК 5-НТ1А рецептора, изменяет экспрессию мРНК 5-НТ2А рецептора. Эти изменения различны в разных структурах мозга: в гипоталамусе имеет место увеличение экспрессии мРНК 5-НТ2А рецептора, а в коре - ее снижение, в среднем мозгу и гиппокампе достоверных изменений не обнаружено. Выявленные изменения, по мнению авторов сообщения, являются адаптивными и, учитывая их локализацию в ЦНС, регуляторными, они свидетельствуют в пользу точки зрения о вовлечении серотонинергической системы мозга в механизмы перестройки терморегуляции.

Характерным явлением для стимулированного холодом иммунодефицита является уменьшение количественных и качественных показателей клеточного иммунитета с меньшим на 1015% числом Т-хелперов и Т-супрессоров и общим снижением функциональной активности Т-лимфоцитов [40]. Отрицательное воздействие холода показано также и на другой важный компонент системы местного иммунитета - макрофаг, что проявляется в виде угнетения синтетических ядерных процессов [20,26]. Кроме прямого воздействия продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) на клетки системы местного иммунитета они воздействуют также на эндотелий сосудов, принимающих активное участие во многих обменных процессах, вызывая вазоконстрик-цию, а также разрушение клеточных и субклеточных мембран, это приводит к нарушениям процессов капиллярной трофики и газообмена [14,15]. Спровоцированная холодом активация ПОЛ приводит к изменениям в капиллярном русле, в частности, к перестройке метаболической активности эритроцитов, связанной с повышением потребности тканей в кислороде [16,17], а также к активации ряда других клеточных (гранулоциты) и неклеточных систем [40]. Действие продуктов ПОЛ ведет к усилению липидного обмена, в том числе к увеличению концентрации холестерина и фосфолипидов в крови.

Холодовое воздействие вызывает большие сдвиги и в белковом обмене, выражающиеся в изменении количества белков, перераспределении их фракций и увеличении продуктов белкового обмена. Значительные изменения наступают в белковом обмене уже на первые-вторые сутки и выражаются в снижении содержания белка крови. Все сдвиги белкового обмена на фоне воздействия холода оказываются стойкими и длительными, нормализация происходит обычно через 2-3,5 месяца после прекращения охлаждения. Одной из причин прогрессировавшей гипопротеинемии является, по-видимому, снижение процессов синтеза белков. Однако сопоставление динамики изменения уровня остаточного азота в крови с уровнем белка крови дает основание предполагать, что нарушение белкового обмена в результате охлаждения происходит