Экология человека

Гора Елена Петровна

5. Влияние на организм вредных веществ. Начальные стадии воздействия чужеродных веществ (ксенобиотиков) довольно хорошо известны. Проникая в организм, ксенобиотики активно адсорбируются на поверхности клеток, транспортируются через клеточные мембраны, а затем аккумулируются в разных органах и тканях, оказывая воздействие на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. При непосредственном воздействии на организм токсичных веществ, содержащихся в воздухе, общую цепь событий можно представить следующим образом.

• Попадание веществ в организм приводит к мобилизации дыхательной системы, обеспечивающей активное выведение химических веществ.

Продукты сгорания и выбросы выделяются в атмосферу в виде частиц и суспензий. В момент вдоха загрязняющие вещества поступают в организм через рот и

нос. Газы (SО₂, NО₂, О₃, СО), чем менее растворимы, тем глубже проникают в организм. Некоторые газы (SО₂) адсорбируются на пылевых частицах и с ними попадают в дыхательные пути. Глубина проникновения твердых частиц зависит от их размера. Так, частицы пыли (более 10 мкм) задерживаются в полости носа и верхних дыхательных путях, а частицы размером от 3 до 10 мкм осаждаются на уровне трахеи и бронхов, еще более мелкие частицы достигают легочных альвеол. Эти частицы приводят к нарушению респираторных функций, поскольку вызывают раздражение слизистых верхних дыхательных путей и бронхов. Раздражение может спровоцировать выброс гистаминов, что, в свою очередь, приводит к сужению бронхов.

Одним из основных факторов физиологических сдвигов и структурных изменений в легких считают серную кислоту (H₂SО₄). Полагают, что кислые аэрозоли осложняют функционирование дыхательных путей за счет ослабления буферных свойств слизи и абсорбции ею иона H⁺. Закисление слизи, содержащей большие концентрации белков (и гликопротеидов), приводит к повышению ее вязкости, что влияет на функции легких. После насыщения слизи ионы Н⁺ реагируют с эпителием, повышая его проницаемость, что делает эпителий более чувствительным к воздействию инфекции. Суспензии твердых частиц, попадающие в глубокие отделы легких, оказывают цитотоксический эффект в системе аэроэпителиального барьера, вызывают гипоксию из-за образования НbСО, к которой наиболее чувствительны сердце и головной мозг. Влияние H₂SO₄ усиливается присутствием в атмосферном воздухе таких веществ, как SО₂, NО₂, О₃. Так, H₂SO₄ вместе с SO₂ могут быстрее вызывать бронхоспазм и ухудшать проходимость дыхательных путей.

Неблагоприятный эффект на состояние здоровья человека оказывает и озон (О₃), образующийся в нижних слоях атмосферы под влиянием солнечного излучения из оксидов азота и углеводородов, выбрасываемых автотранспортом и промышленностью. Есть данные о том, что озон в концентрациях 400–500 частиц на миллиард вызывает воспалительные процессы, поражает слизистые дыхательных путей, что также ослабляет дыхательную функцию легких.

Вредные воздействия оказывают и другие загрязнители воздуха. Так, полициклические ароматические углеводороды способствуют развитию астматических приступов, отека легких, связывают гемоглобин в крови. Помимо этого, они оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм. Свинец и его производные, проникая в кровь и костную ткань, включаются в процессы обмена и приводят к нарушению внутренней среды организма. Из-за сходства механизмов отложения и переноса они влияют на внутриклеточные процессы, опосредованные ионами кальция. Кроме того, свинец понижает активность альвеолярных макрофагов легких и таким образом снижает защитные функции; вызывает функциональные половые расстройства, нарушая синтез и транспорт половых гормонов.

• Если же концентрация воздействующих на организм химических веществ увеличивается, активация защитных механизмов происходит на фоне стресс-реализующей реакции адреналовой системы, а затем и без ее мобилизации. Следует отметить, что данные реакции организма на воздействие химических веществ изучались в условиях помещений, поэтому подобные изменения в организме людей, живущих на загрязненных территориях, выражены гораздо слабее, поскольку в атмосфере загрязняющие вещества рассеяны и их действие может зависеть от различных погодных условий и климатических

факторов.

• Общее воздействие загрязненного атмосферного воздуха проявляется в снижении неспецифической (клеточной и гуморальной) резистентности организма, ослаблении структурной целостности барьерных эпителиальных тканей из-за нарушения межклеточных контактов. Такое снижение защитных свойств организма ввиду угнетения иммунной системы и дезорганизации пограничных эпителиев влечет за собой нарушение взаимоотношений с микроокружением (микроорганизмами), что, в свою очередь, усиливает биологические факторы риска. В связи с этим не вызывают удивления данные о росте заболеваемости на загрязненных территориях. Так, выявлена тесная зависимость между хроническим воспалением миндалин и загрязненностью воздуха (особенно в присутствии NО₂ и СО); существует корреляция между врожденными аномалиями сосудов (и/или) сердца и содержанием пыли, SO₂, фенола.

• Находящиеся в воздухе, растительном покрове и почвенном слое тяжелые металлы проникают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожу. При этом они могут накапливаться в тканях организма, например в фиброцитах. Это приводит к снижению эффективности защитных систем организма и нарушениям функций ферментных систем. Тяжелые металлы блокируют сульфо-гидрильные группы более 100 ферментов, наиболее существенно поражая ферменты, участвующие в энергетическом обмене. Такое блокирование сульфогидрильных групп приводит к деформации липопротеидного каркаса мембран клеток и как следствие – к нарушению гормональной регуляции из-за невозможности рецепции гормонов мембранами. Таким образом, развиваются различные аномальные и даже патологические состояния. Так, при очень высоком уровне поступления в организм железа, меди, цинка, кобальта, хрома кости становятся хрупкими, происходят болезненные изменения коронарных сосудов. Избыток никеля и кадмия способствует появлению кожных заболеваний и злокачественных новообразований. Помимо этого, кадмий, накапливаясь в почках, вызывает потерю организмом кальция, т. е. приводит к изменению обмена минеральных веществ. Наряду с этим имеются данные о наличии тесной связи между содержанием тяжелых металлов в объектах окружающей среды и частотой аллергических заболеваний, поскольку тяжелые металлы, например хром, поступая в организм человека даже в минимальных концентрациях, оказывают иммунотропное влияние, на фоне которого происходит перестройка иммунной системы и формирование условий для развития гиперчувствительности к другим аллергенам.

• Не менее опасные изменения могут вызывать и другие накапливающиеся в почве вредные вещества, особенно при их большом содержании. Так, по некоторым оценкам, ежегодно в мире от отравлений пестицидами страдает до 1 млн человек. Острые отравления некоторыми пестицидами (фосфорорганическими, карбонатными) могут проявляться в изменениях со стороны деятельности центральной нервной системы, свидетельствующих об угнетении холинэстеразы в рецепторах. Превышение предельно допустимых концентраций нитратов и нитрозосоединений в почве отдельных районов служит причиной развития метгемоглобинемии.

• Попадая в воду, азотистые соединения превращаются в канцерогенные N-нитрозамины, повышение содержания которых в воде, вместе с другими токсикантами, служит причиной роста онкологических заболеваний. В общем, с антропогенным загрязнением водной среды, особенно источников пресной воды, связывают возможности как специфического, так и неспецифического влияния вод на состояние здоровья человека, которое нередко выражается в снижении защитных функций организма к воздействиям физических и биологических факторов, а также в развитии аллергических состояний.

В заключение следует отметить, что вышеописанные изменения в организме могут иметь разную степень проявления в зависимости от общего комплекса факторов, действующих на человека в данных условиях. Коль скоро эти факторы и степень их влияния различны на разных территориях (в городских агломерациях, небольших поселках, деревнях и т. д.), то и адаптивные изменения везде будут иметь свои особенности.

4.2. Адаптация к городским и сельским условиям