Экологические факторы жилища человека и его здоровья

В наиболее общем виде предлагают выделять 5 типов реакций  организма на воздействие различных  факторов жилища: восприятия, адаптации, компенсации, репаративно-регенерационные и патологические (Акоев, 1983). Каждый из этих типов реакции имеет свои пороговые значения, свои пределы развития, и в случае срыва одной реакции возникает следующая, более сложная.

Воздействие экологических факторов приводит к возникновению адаптативных реакций – процессы перестройки механизмов деятельности организма в ответ на изменившиеся условия существования (Кураев Г.А., 2000).

Адаптационные реакции  формируются благодаря функционированию двух взаимодействующих систем: стресс-реализующей и стресс-лимитирующей.

Стресс – неспецифическое  психофизическое проявление адаптационной  активности организма при действии любых значимых для него факторов (Кураев, Войнов, 2000).

Работа стресс-реализующей системы заключается в активации нейрогуморальных механизмов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем, реализация регуляторных влияний которых осуществляется на уровне целостного организма, органов, тканей и клеток путем влияния на кровообращение, активность ферментов и циклов, ответственных за энергообеспечение клеток, транспортные потоки катионов кальция, натрия, калия и других электролитов. Происходит мобилизация организма на противостояние стрессирующему фактору, однако при этом возникает опасность повреждения отдельных функциональных систем, поэтому в организме человека одновременно с запуском стресс-реализующей системы начинает функционировать стресс-лимитирующая система. Центральное место в ней занимает гипоталамус, активирующий работу ГАМК-, серотонин-, опиоидэргической и других систем гуморальной регуляции, что, в свою очередь, приводит к повышению активности системы антиосидантов и активации синтеза антистрессорных белков (Беркутов и др., 1996). В зависимости от силы и длительности воздействующего фактора, а также от функционального состояния организма, следствием этих процессов могут быть реакции различного уровня: физиологического (реакция тренировки и реакция активации, стимулирующие неспецифическую резистентность организма) и стресс-ответ, который при продолжении действия фактора может привести к развитию патологического процесса (Гаркави и др., 1977-1990). При этом в организме существуют различные уровни реагирования, на каждом из которых повторяются четкие количественно-качественные отношения: слабые для данного уровня раздражители вызывают реакцию тренировки, раздражители средней силы – реакцию активации, сильные – стресс. Эти триады адаптационных реакций повторяются на каждом уровне (от минимально действующей до максимальной дозы), чередуясь с состоянием ареактивности, в пределах которого раздражитель не вызывает заметных изменений в организме.

Компенсация – это  более сложный уровень адаптации. Следует иметь в виду, что механизмы  компенсации включаются при реагировании организма на конкретное и заведомо вредящее действие определенного фактора (Кураев Г.А., 2000).

Компенсаторные механизмы  – динамичные, быстро возникающие  физиологические средства аварийного обеспечения, развивающиеся на различных  уровнях – от молекулярного до организма в целом (Сердюк, 1977).

При рассмотрении компенсаторно-приспособительных  реакций на воздействие экологических  факторов следует четко определить понятия «адаптация» и «компенсация». Если адаптация подразумевает физиологическое  приспособление организма к минимальным воздействиям природного фактора, укладывающееся в границы гомеостатических колебаний, то компенсация осуществляется при определенном (иногда значительном) напряжении защитных  механизмов, превышающем пределы обычных физиологических колебаний и вызывающем истощение защитных резервов организма.

Основой адаптационных  и компенсаторных реакций является нейрогуморальная система, реализующая  все ответные реакции организма  на раздражимость и обеспечивающая сохранение гомеостаза. Адекватность этих реакций обеспечивается сложными коррелятивными связями между всеми функционирующими системами, органами, тканями и клетками по принципу прямой и обратной связи.

Приспособительные реакций, в основе которых лежат рефлекторные и гуморальные механизмы, развиваются по типу физиологической регуляции функций органов и систем и имеют характер неспецифических проявлений. К наиболее ранним из приспособительных реакций следует отнести возбуждение центральной нервной системы, с которым связано усиление функции передней доли гипофиза, коры надпочечников и обмена веществ. Длительное воздействие факторов может привести к возникновению процесса торможения, что имеет существенное значение для развития патологических изменений (Сердюк, 1977).

В широком смысле компенсация нарушенных функций всегда является физиологической мерой организма, направленной на восстановление его равных констант. Механизмы компенсации являются составной частью резервных и защитных сил организма, формируя надежность живых систем (способность выполнять определенные функции в течение некоторого времени (Ноздрачев., 2000). Осуществление компенсацией нарушенных функций обеспечиваются рядом правил:

1. Правило исходного состояния. Если перед действием регулирующего сигнала обмен веществ и функции снижены, то регулятор вызывает максимальный эффект. И наоборот, при активированном состоянии объекта в ответ на стимулирующий регуляторный сигнал отмечается слабый эффект или его отсутствие.
2. Правило компенсаторной клеточной регенерации и геперплазии ткани представляет собой реализацию общебиологической способностей тканей к росту и дифференцировке. Эта способность зависит от соотношения гормонов – регуляторов и ингибиторов клеточного роста в микросреде клеток.
3. Правило избыточности связано с существованием гораздо большего, чем необходимо для существования функций, числом элементов. В технических системах с возрастанием количества элементов снижается надежность их функционирования. С усложнением живых систем, напротив, надежность работы возрастает в связи с улучшением механизмов их регулирования.
4. Правило дублирования в системах регулирования проявляется не только присутствием в организме одинаковых структур, например, парных органов, но и существованием многочисленных структур с одинаковой функцией (клетки разных тканей, нейроны мозга, нефроны почек).
5. Правило резервирования функции связан с существованием в системе «дежурных» и «резервных» элементов, способных переходить от покоя к деятельности. Чаще это происходит при интенсификации функционирования. Вовлечение резервных элементов особенно важно при повреждениях функциональной системы. Зачастую это обеспечивает сохранение функций.
6. Правило периодичности функционирования составляющих элементов определяет особенности поведения системы в состоянии покоя. В тканях происходит сена открывающихся и закрытых капилляров, в легких – вентилируемых альвеол, в мозговых центрах – активных нейронов. Вериабельность реакций нейронов обеспечивает высокую функциональную надежность, детерминизм работы центров, обусловленный вероятным способом участка нейронов в ансамблях мозга. Таким образом, функциональными элементами центров центральной нервной системы служат не отдельные клетки, а нейронные ансамбли, реализующие свои функции статистически, и участие отдельных нейронов в каждом ансамбле не фиксированное, а в той или иной степени вероятное. Именно это обстоятельство обеспечивает больше регуляторные возможности центральной нервной системы, её потенциальные способности и компенсации нарушенных функций.
7. Правило взаимозаменяемости и смены функций обеспечивает возможность достижения компенсаций при нарушении одной из функций за счет активности другой. Например, при затруднениях внешнего дыхания усиливается работа сердечно-сосудистой системы, активизируется эритропоэз и все это обеспечивает достаточную доставку кислорода тканям.

Анализ данных литературы показывает, что различные системы  организма неодинаково реагируют  на воздействие экологических факторов. Учитывая, что значимость сдвигов каждого изученного показателя для организма неравноценна, так как одни из них отражают наличие компенсаторно-приспособительных возможностей, другие – выраженной патологии. Необходимо оценивать состояние наиболее важных систем и функций организма (Сидякин,1986).

Увеличение интенсивности  воздействия факторов в организме развивает адаптационные и компенсаторно-приспособительные реакции. Одним из вероятных механизмов возникновения таких реакций может быть изменение окислительно-восстановительных процессов и кислородного режима в тканях, что приводит к перестройке углеводного, жирового и белкового обмена в клетках и тканях (Айдалиев,1988).

Наиболее полное и  тонкое приспособление организма к  действующему фактору обеспечивают сложные и многообразные пути регуляции углеводного, белкового  и других видов обмена. Нарушение белкового обмена под влиянием экологических факторов жилища может существенно сказаться и на метаболизме углеводов, поскольку белки принимают участие в энергетическом обмене как путем прямого окисления без азотистых остатков аминокислот, так и в качестве источника углеводов (Сердюк, 1977).

Воздействие факторов жилища приводит к определенным изменениям со стороны  углеводного обмена – снижению содержания глюкозы в крови и гликогена  в органах, повышению уровня молочной кислоты. О нарушении белкового  обмена свидетельствует повышение содержания в крови животных конечного продукта обмена – мочевины и суммы всех азотистых фракций крови, называемой остаточным азотом. Как защитную реакцию организма, направленную на нормализацию нарушенных обменных процессов, следует рассматривать - снижение в сыворотке крови содержания церуллоплазмина и повышение насыщенности железом трансферрина (Сердюк, 1977).

Следует отметить особенности влияния  экологических факторов на организм, предварительно адаптированный к тем  условиям среды, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни. У животных добивались такого состояния, когда одни и те же воздействия – высокой температуры окружающей среды или шумов большой интенсивности (свыше 100 дБ) не вызывали изменений высшей нервной деятельности и артериального давления. СВЧ-облучение полностью нарушало устойчивость животных к воздействию температуры и шума, как бы возвращая организм животного в состояние детренированности к соответствующим раздражителям. Дезадаптирующее действие микрорадиоволн установлено и по отношению к другим физическим и химическим факторам. Указанные дезадаптирующие свойства СВЧ-излучений расцениваются как результат нарушения ЭМП процесса формирования в ЦНС особой адаптивной программы (Холодов, 1982).

Приспособление живой материи к изменяющимся условиям среды, являющееся одним из факторов эволюционного совершенствования видов, далеко не беспредельно. Т. В. Карсаевская и А. Т. Шатилов (1975) считают, что приспособление к ухудшающимся условиям среды возможно лишь до некоторого предела, определяемого видовыми особенностями человека, и не может быть основным направлением его дальнейшей эволюции. Это тем более существенно, если принять во внимание, что интенсивное изменение среды происходит фактически на протяжении жизни одного поколения. Следует учесть, что традиционные социально-экономические средства адаптации к неблагоприятным условиям среды (жилище, одежда и т.д.) не могут оградить людей от различных видов воздействия.

По мнению В. П. Казначеева (1973), человек  в отличие от остального биологического мира, в значительной степени лишенный факторов естественного отбора, вошел в социальную эволюцию генетически недостаточно адаптированным к длительным хроническим неадекватным воздействиям среды. К тому же прогрессирующая технизация среды обитания исключает естественный отбор его новых генетических адаптации, снижает запасы генетической прочности, унаследованные от прошлых поколений. Из-за относительной стабильности структуры и функций организма человека в процессе возрастающего экстремального воздействия факторов среды может усиливаться отставание его приспособительных возможностей от уровня жизненно важных параметров внешней среды.

Неспособность человеческого организма  к экстренной, мгновенной адаптации  к происходящим изменениям в окружающей среде лежит в основе ряда психосоматических дисгармоний в жизнедеятельности человека.

Таким образом, все соматические и  нейропсихические особенности и  характеристики человеческого организма  являются следствием длительного эволюционного  развития, результатом формирующего влияния. Нарушение экологического равновесия между средой и организмом может привести к развитию биоэкологических дисгармоний, срыву механизмов адаптации и появлению заболеваний, которые на первых порах вследствие частичной компенсации могут протекать в скрытой форме.

1.3. Основные показатели качества  воды

Вода играет исключительно важную роль в жизненных процессах человека, не только как обязательная часть  организма, благодаря воде, в организме  присутствует в виде растворов жизненно важные минеральные вещества, но и как среда, в которой протекают все химические превращения, связанные с его жизнедеятельностью. В организме взрослого человеке содержится 60-65% воды, а в организме новорожденного ребенка 75-83% от всей массы тела (Ноздрачев, 2001). Нет в организме ни одного процесса, который проходил бы без участия воды. Без воды невозможно было бы питание нашего организма.

Вода – раствор, состоящий из множества химических веществ техногенного и природного, как правило, минерального происхождения. В ней присутствуют ионы химических элементов – легкие металлы (литий, натрий, калий, магний, кальций), более тяжелые металлы (хром, марганец, железо, цинк, ртуть, свинец), металлоиды йод, сера, фосфор, углерод; газы – кислород, озон, фтор, хлор; могут быть даже метан, сероводород и радиоактивный газ радон, придающие ей тот или иной запах; неорганические вещества – соли, кислоты, щелочи; органические вещества (бензол, пестициды); нерастворенные до конца механические примеси органического и неорганического происхождения (взвешенные вещества или взвеси) – песок, ил, ржавчина, частицы глины. Они придают воде мутность и при отстаивании дают осадок; бактерии и вирусы (кишечная палочка, вирус гепатита) (Асатиани, 1991).

Существует несколько важных показателей качества питьевой воды: кислотность pH (или водородный показатель), жесткость воды, органолептические свойства, показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения (Рудник, 1994). pH связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью прибора «рН-метра». pH < 7 – кислая вода, pH = 7 – нейтральная вода, pH > 7- щелочная среда. Кислотный баланс человеческого организма должен выдерживаться в очень жестких рамках от 7,38 – 7, 42 и не может отклониться даже на 10% от этого диапазона (Ноздрачев, 2001). При pH = 7,05 человек впадает в предкоматозное состояние, при pH = 7,00 наступает кома, а при pH = 6,80 – смерть (Асатиани, 1991).

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в  ней ионов кальция и магния. Жесткость определяется по специальной методике, описанной в ГОСТе 6055-86 на питьевую воду, а единицы ее измерения миллиграмм на литр или миллиграмм – эквивалентах на литр: 1 мг – эквивалент жесткости соответствует содержанию 28 мг/л окиси кальция или магния. Жесткость воды определяется в градусах: 1º жесткости соответствует содержанию 10 мг окиси кальция в 1л воды (Рудник, 1994). Таким образом, воду до 3,5 мг – экв/л (10º) жесткости называют легкой, от 3,5-7 мг – экв/л (от 10º-20º) – средней жесткости, а свыше 7 мг – экв/л (20º) – жесткой.

Наблюдается корреляция между жесткостью питьевой воды и уровнем сердечно-сосудистой заболеваемостью. Сидоренко Г.И. с  соавторами(1981) считают, что причинами  этого явления является то, что  в мягкой воде содержится небольшой  уровень кальция, магния, ванадия, что положительно влияет на сердечно-сосудистую систему, большое же их количество неблагоприятно воздействует на эту систему.

Шепелин (1991) считает, что потребление  жесткой воды может привести к  образованию камней в мочевом  пузыре. В структуре урологических заболеваний мочекаменные болезни в Ростове-на-Дону и ее областях занимают около 30%.