Новосибирская государственная медицинская академия

Новосибирская государственная медицинская академия

Учебно-методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по экологии человека студентами второго курса лечебного и педиатрического факультетов.

с курсом профессиональных болезней ФУВ Н.Г. Никифорова,

с курсом профессиональных болезней ФУВ Д.А. Ерзин,

зав. кафедрой нормальной физиологии, д.м.н., профессор В.Ю. Куликов

с курсом профессиональных болезней ФУВ д.м.н., профессор Е.Л. Потеряева

Доцент кафедры педагогики и медицинской психологии В.В. Меркушев

Зав. кафедрой нормальной физиологии д.м.н. В.Ю. куликов

Учебное пособие рекомендовано к изданию на заседании ЦКМС НГМА

ЧАСТЬ I. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ.. 4

I. Исторические аспекты экологической патологии.. 5

2. Взаимосвязь между состоянием окружающей среды и болезнями.. 7

3. Классификация экологически значимых заболеваний 9

ЧАСТЬ II. МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ.. 11

1. Классификация, основанная на количественном признаке. 12

2. Классификация, основанная на биологической роли элементов. 13

Биогеохимические провинции и цепи химических элементов 15

Взаимодействие минеральных элементов между собой и с другими питательными веществами.. 17

1. Взаимодействия между минеральными элементами. 17

2. Взаимодействие минеральных элементов с другими веществами. 22

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 26

I. Исторические аспекты экологической патологии

На ранней стадии развития человечества не существовало инфекционных болезней, обусловленных микроорганизмами, специфически адаптированными к человеческому роду. Только при переходе человека от кочевого образа жизни к оседлому возникли экологические условия, обеспечивающие передачу возбудителей болезней от одних к другим особям и развитие специфических для человека заболеваний.

В эпоху развития классового общества уже широкое распространение получили такие поражающие лишь человека вирусные болезни, как корь, оспа, грипп. К примеру, оспа, которая в период варварства появилась в виде инфекции больших стад животных, к периоду образования античных государств широко распространилась среди человечества. Из данного примера видно, как болезнь из сугубо зоонозной превращается в антропонозную. Считается, что в процессе изменения характера экологических связей сыпной тиф появился и распространился в эпоху среднего варварства (приблизительно в V веке до н.э.) в древнегреческих городах во время многочисленных воин. Корь, коклюш и ветряная оспа относятся к более молодым болезням человека, появившимся в средние века в относительно развитом человеческом обществе в больших городах. Грипп возник несколько позже и значительно распространился в XVI веке. К этому же периоду относится и появление дифтерии.

Таким образом, и в ранние, и в средние века преобладающей патологией человека были отмеченные выше инфекционные болезни. Однако в дальнейшем, и особенно на протяжении второй половины XX века, спектр инфекционной патологии значительно изменился за счет распространения болезней, не имевших ранее существенного значения: стафилококковых общих и очаговых инфекции, бронхо-пневмоний, ангин, различных гнойных заболеваний, кандидозов, аденовирусных инфекций и т. д.

Имел место также значительный эпохальный сдвиг в структуре заболеваний центральной нервной системы. В частности, в эпоху античного мира наиболее часто встречающейся формой психических расстройств были эпилептический и истерический синдромы при относительной редкости психозов и шизофрении. В средние века более часто описываются массовые психозы аффективного и истерического характера. В настоящее время отмечается повсеместное нарастание частоты неврозов, шизофрении и шизофреноподобных заболеваний, что может объясняться все более выраженным воздействием информационных факторов окружающей среды в эпоху научно-технического прогресса.

Последние десятилетия в целом характеризуются отчетливой динамикой изменения спектра патологических процессов человека посравнению с началом XX века. Так, если на протяжении 30 - 40-х гг. среди стационарных больных в основном преобладали пациенты с крупозными пневмониями, острыми ревматическими полиартритами, острым гломерулонефритом и сравнительно редко встречались гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда и аллергические реакции, то уже в 60-е годы отмечалось явное преобладание больных гипертонической болезнью, атеросклерозом, ишемической болезнью сердца, хронической пневмонией, холециститом, лекарственной непереносимостью, коллагенозами и аллергиями. В настоящее время гипертоническая болезнь, атеросклероз и их следствие - инфаркт миокарда и инсульт являются ведущей причиной смерти людей трудоспособного возраста в большинстве развитых стран мира.

Наряду с изменением структуры заболеваемости во всех возрастах многие болезни стали протекать в нетипичных формах, что позволило выделить в последнее время особый раздел медицины - терапевтический патоморфоз.

Характерной чертой эволюции основных форм болезней человека в историческом аспекте является то, что следствием первого ответа на воздействие нового этиологического фактора было преобладание острых патологических процессов и высокая летальность. В последующих поколениях летальность от этих болезней снижалась, клиническая острота течения болезненного процесса сглаживалась и возрастало число затяжных и хронических форм заболеваний. Это обстоятельство подтверждается регистрируемым в настоящее время значительным преобладанием в структуре заболеваемости хронических патологических процессов, фактически приобретающих эпидемический характер. Отмеченная особенность эволюции патологических процессов, по мнению И. В. Давыдовского, может быть расценена как одна из форм приспособления человеческого вида к условиям существования в условиях воздействия патогенных факторов окружающей среды при снижении роли естественного отбора.

В настоящее время наибольшее распространение получают хронические заболевания тех органов и систем организма, которые в процессе взаимодействия «человек – среда» функционируют в основном как барьерные на границе раздела внешней и внутренней среды, а именно органов дыхания, пищеварения, печени и иммунной системы.

Цинк найден более чем в 200 металлоферментах, участвующих в самых различных метаболических процессах, включая синтез и распад углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

При стрессах различного рода, например, при инфекциях, травмах, низком содержании белка в пище, отмечается снижение концентрации цинка в плазме крови и перераспределение его между органами и тканями.

Уровень цинка в организме могут снижать продукты распада тканей, образующихся при упомянутых стрессовых состояниях.

Избыток цинка может представлять мутагенную и онкогенную опасность.

Симптомами недостааточности цинка могут быть: угри и другие кожные заболевания, задержка полового созревания, хроническая усталость, замедление роста, выпадение волос, аллергические заболевания, бесплодие, импотенция. Специфически снижается Т-клеточный иммунитет, поэтому люди с дефицитом цинка обычно часто и длительно болеют простудными, инфекционными заболеваниями. На фоне дефицита Zn может происходить задержка полового развития у мальчиков и потеря сперматозоидами способности оплодотворения яйцеклеткй у мужчин.

Нередко снижение содержания цинка в организме является следствием избыточного поступления в организм меди, кадмия, свинца, являющихся функциональными антагонистами цинка, особенно на фоне неполноценного (дефицит белка) питания, а также хронического злоупотребления алкоголем. Роль Zn при алкогольной интоксикации обусловлена его участием в метаболизме алкоголя (молекула алкогольдегидрогеназы содержит 4 атома Zn), поэтому у детей и подростков при дефиците цинка повышается предрасположенность к алкоголизму. Дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению кадмия, свинца, железа и меди.

При дефиците селена в рационе питания в организме могут возникать следующие изменения: снижение иммунитета, повышение склонности к воспалительным заболеваниям; снижение функции печени; кардиопатия; болезни кожи, волос и ногтей; атеросклероз; катаракта; репродуктивная недостаточность; замедление роста.

Выявлена зависимость между частотой возникновения рака и дефицитом Se в рационе питания. (Самая высокая корреляция отмечается между дефицитом Se и раком желудка, простаты, толстого кишечника, молочной железы). Дефицит Se ускоряет развитие атеросклероза, ИБС, вероятность возникновения инфаркта миокарда. Отмечена взаимосвязь между дефицитом селена и частотой внезапной "колыбельной" смерти у детей.

При дефиците селена возрастает вероятность мужского бесплодия, т.к. селен обладает выраженным защитным действием по отношению к сперматозоидам и обеспечивает их подвижность.

Селен входит в фермент глутатионпероксидазу, который разрушает образовавшиеся в ходе перекисного окисления липидов эндоперекиси, действуя в синергизме с витамином Е.

Селен - антагонист ртути и мышьяка, способен защищать организм от этих элементов и кадмия, в меньшей степени - от свинца и таллия (в последнем случае особое значение имеет и дефицит витамина Е).

Повышенные концентрации селена обладают политропным действием. Селен относится к тиоловым ядам (угнетает активность SH-групп ферментов). В больших дозах он обладает иммунотоксическим, эмбриотоксическим, тератогенным эффектами, угнетает митотическую активность и репродуктивную функцию.

В России к селен-дефицитным провинциям относятся, в первую очередь, Северо-Западные регионы (Карелия, Ленинградская область), Верхнее Поволжье - Ярославская, Костромская и Ивановская область, а также Удмуртия и Забайкалье.

При дефиците селена в организме усиленно накапливаются мышьяк, кадмий и ртуть. В свою очередь, мышьяк, кадмий и ртуть усугубляют дефицит селена в организме.

Источниками поступления селена в организм являются чеснок, лук репчатый, петрушка, молочные продукты, печень, морепродукты, смородина черная. Селен содержится в следующих лекарственных растениях: ромашка аптечная, алоэ, шиповник, боярышник, мать-имачеха, женьшень, мелисса, крапива, малина (листья).

Медь участвует в биохимических процессах как составная часть электронпереносящих белков, осуществляющих реакции окисления органических субстратов молекулярным кислородом.Избыток свободной меди угнетает активность окислительных ферментов, что приводит к гибели клеток. Медь участвует в метаболизме жирных кислот, синтезе соединительнотканных структур, обладает антиоксидантным действием.

Дефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении, всасывании железа, состоянии соединительной ткани, процессах миелинизации в нервной системе, усиливает предрасположенность к бронхиальной астме, аллергодерматозам, кардиопатиям, витилиго и многим другим заболеваниям, нарушает менструальную функцию женщин.

Повышенное содержание меди в организме отмечается при острых и хронических воспалительных заболеваниях, бронхиальной астме, заболеваниях почек, печени, в том числе у детей, инфаркте миокарда, и некоторых злокачественных новообразованиях.

Хроническая интоксикация медью и ее солями может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, изъязвлению и перфорации носовой перегородки, аллергодерматозам.

Избыток меди приводит к дефициту цинка и молибдена.

- Недостаток меди, как правило, встречается у беременных, при употреблении большого количества липидов, у новорожденных детей, у больных энтеритом.

- Дефицит меди способствует повышению холестерина и триглицеридов крови.

- Уровень меди в организме человека тесно связан с уровнем цинка и витамина С, соответственно при снижении их уровня в организме уменьшается и концентрация меди.

Самое высокое содержание меди в печени, гречневой крупе, орехах фундук, бобовых, сое, огурцах, землянике, крыжовнике.

Кобальт - составная часть молекулы витамина В₁₂(кобаломин), недостаток которого наиболее ощутим в местах быстрого деления клеток, например, в кроветворных тканях костного мозга и нервных тканях. Кроме того, организм нуждается в кобальте для включения в фермент глицил-глицилиндипептидазу, а также для стимуляции эритропоэза. Наиболее характерными проявлениями дефицита кобальта и его органически связанной формы - витамина B₁₂ являются анемии. При исключительно вегетарианской диете и недостаточном поступлении кобаломина у женщин может нарушаться менструальный цикл, у наблюдаемых пациентов были отмечены дегенеративные изменения в спинном мозге, нервные симптомы. При дефиците кобаломина может отмечаться гиперпигментация кожи. Следует отметить, что часто анемии и проявления недостаточности кобальта и кобаламина вызваны не их дефицитом, а снижением их усвоения, которое, как правило, зависит от наличия мукопротеина, синтезируемого в слизистой оболочке желудка.

Биогеохимические провинции с эндемическим дефицитом кобальта (что имеет место на территории России) являются местами эндемического распространения акобальтоза среди животных. У детей в этих районах отмечается снижение функции щитовидной железы, а также анемические состояния.

При избытке кобальта в окружающей среде проявляется раздражающее и аллергическое действие. Хронические интоксикации характеризуются хроническими заболеваниями верхних дыхательных путей, бронхов. Могут развиваться аллергические симптомы: бронхиальная астма и аллергодерматозы, а также так называемая «кобальтовая кардиомиопатия». Дефицит железа может приводить к усиленной абсорбции кобальта в пищеварительном тракте.

Продукты, содержащие кобальт: печень, бобовые, чеснок, молоко, рыба, свекла, салат, петрушка, малина, смородина черная.

Марганец играет важную роль в метаболизме клетки. Он входит в состав активного центра многих ферментов, является также компонентом супероксиддисмутаз, играющих определенную роль в защите организма от свободных радикалов.

Повышение концентрации марганца может приводить к нарушению углеводного обмена, задержке роста волос и ногтей, повышению судорожной готовности, аллергозам, дерматитам, нарушению образования хрящей, остеопорозу. При хронической интоксикации марганцем характерными являются астенические расстройства: повышенная утомляемость, сонливость, снижение активности, круга интересов, ухудшения памяти.

Недостаточность марганца фиксируют при различных формах анемии, к задержке роста, уменьшению массы тела.

При развитии остеопороза прием кальция усугубляет дефицит марганца, т.к. затрудняет его усвоение в организме. Кишечной абсорбции препятствует также фосфаты и железо. Потребление продуктов, содержащих значительное количество танина и оксалатов (например, чая и шпината) может препятствовать усвоению Мп.

Участвует в регуляции углеводного обмена, деятельности сердечной мышцы, сосудов. Необходим для синтеза белков и жиров, участвует в метаболизме глюкозы, необходим для образования энергии. Усиливает процессы расщепления жиров и способствует увеличению мышечной ткани.

При избыточном поступлении в организм, особенно шестивалентного хрома, может оказывать канцерогенный и аллергизирующий эффекты. Наиболее часты поражения кожи - дерматиты и экземы, склонность к новообразованиям, а также астматические бронхиты, реже бронхиальная астма. При длительном контакте возможно заболевание раком легкого. Кроме специфических эффектов, контакт с соединениями хрома предрасполагает к более частому развитию гастритов, гепатитов, астено-невротических расстройств.

Источниками хрома являются пиво, пивные дрожжи, рис, сыр, мясо, сушеная фасоль, телячья печень, яйца, грибы, картофель, солодка, крапива.

Главными осложнениями острой интоксикации являются внутрисосудистый гемолиз, острая почечная, печеночная недостаточность, кардиогенный шок. Отдаленными последствиями острых отравлений у детей может быть значительное снижение остроты слуха. Поражение нервной системы проявляются в виде токсической энцефалопатии (нарушение речи, координации движений, эпилептических судорог, психозов). Среди типичных причин бытовой интоксикации мышьяком следует упомянуть табакокурение и злоупотребление виноградным вином.

Мышьяк усиленно накапливается при недостатке селена и может способствовать дефициту этого микроэлемента.

При свинцовом токсикозе поражаются, в первую очередь, органы сердечно-сосудистой системы и кроветворения (раннее развитие артериальной гипертензии и атеросклероза, анемия), нервная система (энцефалопатия и нейропатия), почки (нефропатия). При начальных формах хронического сатурнизма (отравления свинцом) отмечаются изменения в порфириновом обмене, ретикулоцитоз (до 20 - 25 %), увеличение количества эритроцитов с базофильной зернистостью до 25 - 40 %, но при этом уровень гемоглобина и количество эритроцитов обычно в пределах нормы.

Для всех регионов России свинец - основной антропогенный загрязнитель из группы тяжелых металлов, что связано с высоким индустриальным загрязнением и выбросами автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине.

Избыточное хроническое поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии. Наиболее важным в кадмиозе является поражение почек, выражающееся в дисфункциипочечных канальцев и клубочков.

Следует помнить, что кадмий в большом количестве накапливается в листьях табака, что определяет его высокое содержание в табачном дыме и содействует повышению содержания элемента в среде обитания человека. Кадмий усиленно накапливается при недостатке цинка и/или селена и усиливает дефицит этих микроэлементов.

Важную роль в патогенезе интоксикации А1 играют конкурентные отношения его с фосфором, кальцием и железом.

Техногенные и аномальные геохимические локусы избыточного присутствия алюминия в почве и питьевой воде часто встречаются при низкой концентрации кальция и магния в этих средах. Подвижность ионов алюминия резко возрастает при увеличении кислотности (рН) природных сред, в результате, например, воздействия «кислотных дождей». К основным источникам поступления алюминия в среду и, затем, в организм человека являются выбросы в районах расположения алюминиевых заводов и сточные воды горнорудного производства, лакокрасочных, бумажных, текстильных и ряда других производств.

В одном из экологически чистых районов города врачи-педиатры отметили рост почечной патологии различного характера. У многих детей отмечалось низкое содержание гемоглобина в крови, было снижено содержание селена и цинка. Обычная терапия не давала стойкого эффекта. Расследование комитета по экологии выявило нарушения в системе водоснабжения данного района (в результате аварии вода подавалась, минуя очистные сооружения).

Какой токсичный элемент содержался в воде? Дать обоснование.

Девочка 12 лет предъявляет жалобы на выпадение волос, ломкость и расслоение ногтей, частые простудные заболевания, зуд и покраснение кожи на локтевых сгибах.

Дефицит каких элементов можно предположить?

Мальчик 11 лет обратился по поводу алопеции (облысения). Предъявлял жалобы на плохой сон, раздражительность, частые головные боли. При осмотре обнаружена бледность кожных покровов. Анализ крови показал уменьшение количества эритроцитов, низкий уровень гемоглобина, повышение количества эритроцитов с базофильной зернистостью. Анализ минерального состава волос показал дефицит кальция и цинка и значительное повышение концентрации одного из токсичных элементов.

Женщины врачи-лаборанты, работающие в одном кабинете (к работе приступили одновременно) обратились с жалобами на повышенную утомляемость, раздражительность, ухудшение памяти и внимания, нарушение сна. При обследовании у обеих женщин выявлены тахикардия, лабильность пульса, тремор при выполнении произвольных движений. На вопрос, не было ли каких-либо чрезвычайных происшествий на работе, ответили, что во время ремонта был опрокинут сушильный шкаф. У женщин был обнаружен дефицит селена и избыточное содержание одного из токсичных элементов.

Назовите возможные нарушения у новорожденного, возникающие при дефиците в организме беременной женщины следующих микроэлементов: цинк, селен, железо, магний, йод, медь, марганец.

1. Преображенский В.Н., Ушаков И.Б., Лядов К.В. Активационная терапия в системе медицинской реабилитации у лиц опасных профессий. - М.: «Паритет Граф». – 2000. – 320 с.

2. Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение). – М.: Научный мир, 1999. – 96 с.

3. Шалмина Г.Г., Новоселов Я.Б. Безопасность жизнедеятельности (эколого-геохимические и эколого-биохимические основы). - Новосибирск: 2002. – 433 с.

Новосибирская государственная медицинская академия

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: