Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение теоретических и практических аспектов проблемы адаптации в условиях антропогенной трансформации биосферы является актуальным направлением исследований комплекса медико-биологических наук.
Экологически оптимальная зона жизнедеятельности человека ограничена и интенсивное вмешательство в экологическое равновесие ведет к изменению природных свойств, необходимых для сохранения здоровья. Отставание компенсаторно-адаптационных возможностей организма от стремительно меняющихся условий среды обитания проявляется в увеличении заболеваемости, смертности, уменьшении продолжительности жизни и других явлениях депопуляции, что дает основание для признания экологической модели современной медицины в качестве одной из ведущих (Агаджанян, 1981, 1995; Лисицын, 1982; Дильман, 1987).
В связи с этим актуальной является проблема определения экологических детерминант здоровья. В наибольшей степени антропогенная трансформация биосферы вызвана увеличением техногенных потоков различных загрязнителей, изменением биогеохимической организованности среды обитания. Последняя предполагает наличие определенного гомеостатического интервала, в пределах которого количество антропогенного загрязнителя вписывается в рамки природных колебаний различных звеньев биогеохимического круговорота элементов. В этих условиях количество поллютантов, попадающих в организм человека по трофическим цепям, в значительной степени определяется устойчивостью природных биогеохимических циклов. Сложившиеся в настоящее время подходы к анализу влияния среды на организм человека обосновывают необходимость медико-географического изучения здоровья /Борисовец, Косолапое, 1989/, при котором оценка здоровья населения традиционно производится по таким интегральным критериям как заболеваемость, общая смертность, смертность в младенческом возрасте, продолжительность жизни и др. Однако для практического решения проблем социально-экономического, демографического и экологического характера необходимо создание научно обоснованной системы управления здоровьем человека, которая позволит решать фундаментальные медико-биологические задачи. В этих условиях реализация системного подхода, ориентированного на выявление детерминантных взаимосвязей, определяющих гармонизацию общества и биосферы, не может быть дос-
тигнута одними традиционными медико-географическими и социально-гигиеническими методами (Новик, 1975; Лисицын, 1982; Сидоренко, Сутокская, 1993) и природоохранными мерами (Назаров, Кардаков, 1991). Для решения задач экологического нормирования необходимо отслеживание неблагоприятных изменений здоровья населения в связи с экологической ситуацией на ранних этапах нарушения равновесия в системе "человек-среда обитания". Основным критерием при его оценке должно являться изучение физиологического статуса организма и адаптированности человеческой популяции к комплексу природных и антропогенных факторов (Шандала, 1989; Агаджанян, 1992; Гичев, 1996), выявление среди них приоритетных, обусловливающих здоровье человека, и определение допустимых пределов антропогенного воздействия путем выявления гомеостатических рамок регулирования, в которых организм человека сохраняет постоянство внутренней среды, а биогеоценоз - устойчивость. В конечном итоге речь идет об изучении взаимодействия эндогенной и экзогенной среды.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось физиологическое и биогеохимическое обоснование и апробация подходов к изучению адаптации человека и ее оценке в условиях неблагоприятного антропогенного влияния.
Для ее достижения были поставлены и решены следующие задачи:
- провести анализ существующих медико-биологических
средств оценки здоровья человека и его взаимодействия с окру
жающей средой и обосновать физиологические и эколого-
биогеохимические подходы к изучению адаптации человека в раз
личных условиях среды обитания;
- определить значимость биогеохимических условий среды
обитания для физиологического состояния организма и его под
верженности антропогенному воздействию;
выявить физиологические параметры, наиболее чувствительные к влиянию факторов окружающей среды, и определить приоритетность различных антропогенных воздействий;
выявить особенности процессов адаптации к действию химических и физических факторов у животных в условиях эксперимента;
на основании литературных и собственных данных разработать практические рекомендации и алгоритм экспертной оценки
уровня адаптированное организма в экологически неблагоприятных условиях среды обитания.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Теоретические основы предлагаемых подходов к оценке
взаимодействия в системе "человек-среда обитания" базируются на:
необходимости определения рамок гомеостатического регулирования организма человека посредством определения его физиологического статуса и устойчивости экосистем как единственном корректном пути исследования закономерностей приспособительной деятельности человека и решения практических задач экологического нормирования, рационального природопользования и экологического менеджмента;
представлении о биогеохимических условиях среды, как факторе, детерминирующем физиологическую гетерогенность популяций и опосредующем воздействие химических загрязнителей на организм;
принципиально сходном механизме действия различных антропогенных факторов низкой интенсивности и неспецифическом реагировании организма на эти воздействия.
2. В связи с задачами исследования разработаны новые и усо
вершенствованы существующие методические приемы, которые по
зволили установить следующее:
биогеохимические условия среды обитания в определенной степени детерминируют функциональный статус организма человека и опосредуют воздействие на него антропогенных факторов;
значимость антропогенных факторов для функционирования организма распределяется следующим образом по убывающей: радиационное загрязнение, промышленная нагрузка, пестициды, степень урбанизации, загрязнение атмосферы, минеральные и органические удобрения;
наиболее высокую чувствительность к антропогенному воздействию различной модальности проявляют показатели красной и белой крови, белкового и липидного спектра плазмы, неспецифические и иммунные факторы защиты, центральная нервная система.
Научная новизна. Принципиально новым является физиологическое и биогеохимическое обоснование подходов к комплексному анализу взаимодействия в системе "человек-среда обитания" и
их апробация в рамках эколого-физиологического мониторинга, которые позволили установить: физиологическую значимость природной биогеохимической организованности территорий и опосредование действия на организм человека антропогенных факторов биогеохимическими условиями среды; зависимость между функциональным состоянием организма и видом и интенсивностью антропогенных факторов; приоритетное распределение антропогенных нагрузок в формировании физиологического статуса человека. Разработаны программно-целевые принципы и структура эколого-физиологического мониторинга с унификацией исследований в его физиологической части; алгоритм экспертной оценки уровня адап-тированности и качества здоровья индивида и популяции. Сформулированы основные принципы экологического нормирования в части оценки влияния антропогенных факторов на организм человека. В экспериментальных исследованиях выявлены особенности адаптации и физиологические механизмы влияния некоторых антропогенных факторов на состояние неспецифической резистентности организма.
Практическая значимость работы. Реализация подходов, сформулированных в работе и апробированных в рамках эколого-физиологического мониторинга, является основой для экологического нормирования и разработки комплексных экологических нормативов допустимого антропогенного воздействия с учетом природных условий конкретного региона. Оценка последствий и прогнозирование взаимодействия общества с окружающей средой в рамках предлагаемых подходов имеет важное значение для экологической экспертизы, научного обоснования управленческих решений по охране здоровья и рациональному природопользованию на региональном и локальном уровнях.
Теоретические разработки и практические рекомендации автора составили основу проекта Программы Крымской АН и Госкомитета по охране природы "Создание действующей системы эколого-физиологического мониторинга региона Крыма"; включены в республиканскую концепцию "Защиты прав потребителей в Крымском .регионе" в раздел "Защита здоровья и безопасности потребителей".
Изданные по теме исследований материалы в виде 2-х монографий, компьютерного справочника используются в курсах лекций "Экологическая физиология человека", "Социальная экология и экология человека", "Антропогенная нагрузка и здоровье населе-
ния", "Медицинские аспекты экологии" в Пущинском государственном университете (Московская обл.) и Таврическом экологическом институте (г. Симферополь), а также при обучении студентов Российского университета дружбы народов и Крымского медицинского института в курсе "Экология человека", "Нормальная физиология". Получено 1 авторское свидетельство.
Личный вклад автора заключается в разработке программ и организации мониторинговых исследований, обследовании населения методами донозологической диагностики, формировании базы данных физиологического обследования населения и результатов анкетирования, постановке задач при статистической обработке материалов, выполнении экспериментальной части работы, анализе и интерпретации полученных результатов, теоретическом обобщении результатов многолетних исследований и разработке алгоритма экспертной оценки адаптированное организма человека.
Апробация работы: Материалы диссертации доложены в Москве (1982, 1994), Ялте (1982), Пущино (1982, 1987, 1991, 1992, 1993, 1995, 1996), Sofya (1989), Pleven (1989), Самарканде (1990), Харькове (1991), Сочи (1991), Кишиневе (1991), Архангельске (1991), Тольятти (1992), Симферополе (1994, 1995, 1996), Nancy (1994), Vancouver (1995).
По теме диссертации опубликовано 50 работ.
Результаты работы отмечены Серебряной медалью ВДНХ (1991) и медалью Всероссийского Выставочного Центра (1993).
Материалы и методы исследований. В основу работы положены материалы, полученные автором при проведении исследований в рамках Программы АН СССР, направление 7.2.4 "Разработка теоретических подходов и методов исследования характера и степени воздействия факторов окружающей среды на организм человека". Они основываются на результатах обследования выборочных контингентов жителей России, Украины, Беларуси по 55 физиологическим параметрам, которое проводилось в течение 1988-1993гг. преимущественно в период с апреля по октябрь. Данные стандартного клинического обследования помимо традиционных статистических методов обработки анализировали методом корреляционной адаптометрии (Седов и др., 1988); тип адаптационной реакции определяли по лейкоцитарному спектру (Гаркави и др., 1977). Помимо этого использовали следующие функциональные методы: математический анализ сердечного ритма с ортоста-
тической пробой (Баевский и др., 1974), кожная термометрия с хо-лодовой пробой, цитохимическая оценка функционального состояния нейтрофилов; производили выборочное ЭЭГ-обследование, заключающееся в спектральном анализе ЭЭГ при проведении функциональных проб на закрывание глаз и задержку дыхания. Объем сравниваемых выборок составил от 80 до 200 человек. Экспериментальная часть работы включала биохимические методы исследования липидов, количественную оценку лейкоцитов и цитохимическое исследование фагоцитарной активности и ферментного статуса нейтрофилов (табл. 1).
Таблица 1.
Объем выполненных исследований
1 Клиническое обследование по
55 физиологическим параметрам 7000 чел.
-
Обследование функциональными методами: ритмокардиография 340 чел. спектральный анализ ЭЭГ 700 чел. цитохимическое исследование нейтрофилов 2500 чел. кожная термометрия с холодовой пробой 340 чел.
-
Экспериментальное исследование механизмов
действия химических (ГХЦГ и нитрат натрия) и 1200 крыс
физических (ПеМП, гиподинамия) факторов
На основании статистических материалов проведен анализ и ранжирование нагрузок на пашню пестицидами, минеральными и органическими удобрениями на территории России и Украины за 1985-1990гг. Произведена балльная оценка промышленной нагрузки и атмосферного загрязнения с учетом производственной специализации региона. Анализ взаимосвязи перечисленных экологических факторов с физиологическими показателями организма человека проводился дифференцированно в зависимости от степени урбанизации населенного пункта. Характеристика природных биогеохимических условий определялась по В.В.Ковальскому (1982). Рассматривались таежно-лесной нечерноземный, лесостепной и степной черноземный и горный биогеохимические регионы (последний в пределах Крыма).
Статистическая обработка материала после его систематизации по ряду признаков производилась методами многофакторного дисперсионного, многомерного корреляционного и регрессионного анализов, на базе компьютерной системы SAS с использованием
IBM P.C-AT.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 33/ страницах машинописного текста, содержит & схем, 2>3 таблиц, иллюстрирована 2-8 рисунками. Библиография включает5"ві наименований, в том числе^//^ отечественных и і26 иностранных.