Экология человека, адаптация и функция репродуктивной системы

Все возрастающую опасность  для здоровья человека в настоящее  время представляют ксенобиотики, к  которым относятся пестициды. Они оказывают негативное воздействие на репродуктивную функцию женщины, приводят к различным нарушениям в развитии плода. Так, профессиональное воздействие пестицидов на родителей повышает риск развития дефектов нервной трубки у плода [М. А. Кузнецова и др., 1991]. Пестициды во время беременности способствуют 3-кратному повышению риска рождения детей с низкой массой тела, обнаружена также зависимость между воздействием пестицидов до и во время беременности и частотой угрожающих выкидышей [Zhang Jun et al., 1992]. Ни на одной из стадий своего развития эмбрион и плод полностью не защищены от воздействия определенных химических элементов. P. J. Aggett et al., (1985) отмечает, что даже трофобласт на стадии предимплантации обладает способностью метаболизировать некоторые ксенобиотики. Различные тератогены вызывают неодинаковые, в том числе и специфические эффекты. В ряде случаев некоторые агенты индуцируют сходные или даже идентичные морфологические и функциональные аномалии [Т. Watanabe et.al., 1982]. Установлено, что у 80% женщин, имеющих производственные контакты с хромом, наблюдаются ановуляторные циклы, клинически проявляемые болезненными менструациями длительностью 4-5 дней; у 56 % обследуемых в возрасте 45 лет выявлены гипоменструальный синдром и перемеживающиеся аменореи [В. О. Ильюк, 1994].

По данным R.Ни et al. (1992), у женщин-матерей, имеющих профессиональный контакт с ртутью, уровень ртути в материнской крови, в плацентарной ткани, пупочной крови и грудном молоке значительно выше, чем у женщин-матерей, не связанных с вредным производством.

А. Н. Андреев с соавт. (1994) показали, что у женщин, проживающих на территории, которая подверглась воздействию Восточно-Уральского радиационного следа, воспаление матки и придатков составило 33 %, самопроизвольные выкидыши и преждевременные роды — 32 %, ранний патологический климакс — 26 % и миома матки — 15 %.

М. Р. Iturralde et al. (1995) выявили, что у курящих женщин табачный дым помимо местного воздействия на реснитчатые клетки дыхательных путей оказывает системное цилиотоксическое действие на реснитчатый эпителий фаллопиевых труб.

Особое место среди  экологически зависимой патологии  репродуктивной системы занимают гиперпластические  процессы, включая злокачественные  новообразования. Так, заболеваемость злокачественными опухолями шейки  матки в районах с интенсивно развитой промышленностью в 1994-1995 гг. достигла 5,8 на 100 000 женщин 20-24 лет и 29,3 среди женщин 40-44 лет. Число впервые диагностированных злокачественных новообразований яичников за этот же период составило в ряде индустриальных городов 4,8 среди женщин 20-24 лет и 15,6 среди женщин 40-44 лет. Статистические данные и специальные эпидемиологические исследования свидетельствуют, что в последнее десятилетие у женщин репродуктивного возраста, особенно в промышленных районах заметно растет заболеваемость раком молочной железы (в 1,5-2,8 раза). Серьезную угрозу репродуктивному здоровью представляет природнообусловленный дефицит йода в биосфере. В настоящее время число детей и подростков, имеющих эндемический зоб, колеблется от 19 % до 49 % [Л. А. Щеплягина, 1997; С. И. Малявская и др., 1997].

По данным М. М. Асатовой (1991), в Узбекистане продолжительность менструального цикла у городских девочек была в пределах нормы в 91,7 % случаев, а у сельских — только в 69,6%. Городские девочки работали исключительно на дому и лишь изредка на уборке овощей и фруктов в колхозе, а сельские ежегодно участвовали в сельскохозяйственных работах, в основном на хлопковых полях, где подвергались воздействию различных пестицидов. Питание у них было более однообразным и менее калорийным, чем у городских сверстниц, питьевая вода отличалась высокой концентрацией солей. Средний возраст менархе у сельских школьниц оказался на год выше, чем у городских. Интегральное воздействие многих экологических факторов на менструальную функцию сельских девочек более выражено, чем у городских.

К неблагоприятным факторам, оказывающим влияние на репродуктивное здоровье, относятся также несбалансированное питание, стрессовые воздействия, связанные  с социальным напряжением в обществе, экономическим неблагополучием. Так, вследствие дефицита питания, недополучения важнейших микроэлементов, в частности железа, распространенность анемии среди беременных за последние 5 лет возросла в 2,3 раза, а число нормальных (без осложнений) родов снизилось с 46,8 % до 36,0 %. У мужчин и женщин, перенесших Спитакское землетрясение, возникли нарушения копулятивной и репродуктивной функции, а также сексуального поведения [М. Г. Оганесян, 1997]. У мужчин, перенесших землетрясение, наблюдались нарушения сперматогенеза (некроспермия, азооспермия, аспермия), а у женщин — ановуляция и нарушения менструального цикла.

Отрицательные факторы  антропогенного характера являются губительными не только для экосистем, они способствуют снижению резервов здоровья на индивидуальном и популяционном уровнях, росту специфической патологии и появлению новых форм экологических болезней, а в некоторых районах — нарастанию явлений депопуляции (снижение средней продолжительности жизни до 57,3 лет у мужчин и до 71,1 лет у женщин). Суммарный вклад негативных экологических факторов, приводящих к сокращению продолжительности жизни, составляет 9,3 года или 29 % от числа непрожитых лет [Н. А. Агаджанян, 1989; Л. М. Бахирева и др., 1990; А. А. Баранов, 1997; R. Buffenstein, et al., 1995]. На рис. 5 показаны факторы, влияющие на продолжительность жизни человека.

Благополучие человечества теперь во многом будет определяться его отношением к окружающей среде. Единственное условие гармонизации этих отношений — жить в согласии с природой. Выживаемость человечества и биосферы в целом в конечном итоге зависит от уровня стабильности природы.

Исследования хронофизиологических механизмов адаптации человека к  новым экологическим условиям в  различных регионах мира предоставляют  уникальные возможности не только для познания исторического и биологического прошлого человека, но и для формирования истинного экологического портрета коренных жителей. Конечной целью индивидуального отбора людей для работы в новых, неадекватных условиях должно быть установление экопортрета каждого индивидуума и выявление в соответствии с этим таких условий, при которых будет достигнута гармония эндогенной среды человека с экзогенной экологической средой обитания, в том числе и временной. В идеале каждому человеку надо найти оптимальное место обитания, как и работу по призванию, чтобы его «кормило» любимое дело и чтобы все его физиологические системы в своем взаимоотношении с окружающей физической и социальной средой проявлялись гармонично, устойчиво и способствовали сохранению длительной работоспособности и максимальной продолжительности жизни. Ведь организм и среда, в том числе социальная, находятся в неразрывной взаимосвязи. Приспособительные черты организма, физиология и характер поведения человека неотделимы от окружающей среды. Реальная среда обитания — это многофакторная система с количественным преобладанием того или иного фактора [И. Б. Ушаков, 1996, 1997].

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Факторы, влияющие на продолжительность жизни человека

 

 

Известно, что примером популяционных механизмов приспособления может служить зависимость основного обмена у людей, живущих в различных климатогеографических регионах, от среднегодовой температуры среды.

Комплексные эколого-физиологические  исследования, проведенные в разных климато-географических зонах, позволили выявить у обследуемых общие и индивидуальные особенности реакции организма на среду обитания. При комбинированном воздействии гипоксии и гиперкапнии («возвратное дыхание») была установлена зависимость реципрокной реакции дыхания и кровообращения от индекса массы тела и среднегодовой температуры среды того или иного региона. Чем выше окружающая температура, тем меньше индекс массы тела, меньше реакция гемодинамики и в большей степени выражена вентиляторная реакция [Н. А. Агаджанян, И. В. Радыш, С. И. Краюшкин, 1998]. С повышением среднегодовой температуры уменьшается абсолютное значение основного обмена и одновременно с этим уменьшается коэффициент индекса массы тела. В основном это обусловлено уменьшением размеров тела и ростом среднегодовой температуры. Для населения, обитающего в жарких областях, характерен маленький вес тела, длинные конечности. В умеренных и холодных — укрупненные размеры тела. В холодных зонах у человека и всех высокоорганизованных живых существ усиливается теплообразование за счет интенсификации окислительных процессов, вовлечения в энергообмен высококалорийных материалов и разобщения окисления и фосфолирования, то есть при всех видах деятельности происходит повышенное образование тепла.

Процесс адаптации к условиям высоких широт имеет фазный характер: вначале повышение устойчивости к холоду достигается неспецифической мобилизацией эндокринной системы, в дальнейшем вырабатываются специфические механизмы терморегуляции — сниженная электрическая активность скелетной мускулатуры, повышенная теплопродукция организма. Показано, что после аварийной стадии наступает стойкая адаптация благодаря изменениям, в частности, в ферментативных антиоксидантных системах. Речь идет об усилении липидного обмена, что выгодно организму для интенсификации энергетических процессов. У людей, живущих на Севере, повышено содержание в крови жирных кислот, уровень сахара в крови несколько снижается. За счет усиления «глубинного» кровотока при сужении периферических сосудов жирные кислоты более активно вымываются из жировой ткани. Митохондрии в клетках людей, адаптированных к жизни на Севере, также включают в себя жирные кислоты. Это приводит к тому, что митохондрии способствуют изменению характера окислительных реакций — разобщению фосфорилирования и свободного окисления. Из этих двух процессов доминирующим становится свободное окисление. В тканях жителей Севера относительно много свободных радикалов.

Становлению специфических  изменений тканевых процессов, характерных  для адаптации, способствуют нервные и гуморальные механизмы. В частности, хорошо изучены проявления повышенной активности в условиях холода щитовидной железы (тироксин обеспечивает повышение теплопродукции) и надпочечника (катехоламины дают катаболический эффект). Эти гормоны, кроме того, стимулируют и липолитические реакции. Считают, что в условиях Севера гормоны гипофиза и надпочечников вырабатываются особенно активно, обусловливая мобилизацию механизмов адаптации.

Становление адаптации  и ее волнообразное протекание сопряжены  с такими симптомами, как лабильность психических и эмоциональных реакций, быстрая утомляемость, одышка и другие гипоксические явления.

В условиях высоких широт  происходит снижение устойчивости эритроцитов  к продуктам свободнорадикального окисления липидов, что ведет к возрастанию величины перекисного гемолиза. В результате возрастания интенсивности реакции перекисного окисления липидов и снижения энергетического заряда в мембранах зрелых эритроцитов происходят изменения: нарушается проницаемость мембран, ингибируются транспортные АТФ-азы, возрастает концентрация кальция в цитозоле и активируются эндогенные фосфолипазы с последующим повреждением целостности мембран цитозоля [В. И. Сороковой, 1992; Н. И. Моченова и др., 1994]. Повышенное разрушение эритроцитов маскирует характерную для этих условий (в случае рационального питания) активацию эритропоэза [В. Ю. Куликов, В. В. Ляхович, 1980]. Последняя является одним из доказательств характерной даже для равнинных условий Крайнего Севера хронической гипоксии. К другим доказательствам ее существования относятся увеличение минутного объема дыхания, жизненной емкости и максимальной вентиляции легких, повышение скорости кровотока и кислородной емкости крови (за счет перераспределительного эритропоэза), повышение осмотической резистентности эритроцитов [Н. П. Неверова, 1975; А. П. Авцын и др., 1986]. В целом эти симптомы соответствуют синдрому «полярного напряжения». По мнению ряда авторов, не последнюю роль в развитии этого состояния играют воздействия на биоструктуры геомагнитных и космических возмущений [В. П. Казначеев, 1985; B. C. Новиков, Н. Р. Деряпа, 1994].

У некоторых лиц при  нерегулярной нагрузке в условиях Севера защитные механизмы и адаптивная перестройка организма могут  давать срыв — дезадаптацию. При  этом проявляется целый ряд патологических явлений, называемых «полярной болезнью».

Высокие температуры  в искусственных и естественных условиях также оказывают влияние  на организм человека [А. Д. Слоним, 1980; Ф. Ф. Султанов и др., 1990; М. Д. Худайбердиев, 1990; И. М. Маммадов и др., 1991; Ч. А. Абдиров и др., 1993; М. Д. Худайбердиев и др., 1994, 1997]. В первом случае речь идет о работе, связанной с высокой температурой помещения, что чередуется с пребыванием в условиях комфортной температуры.

Известно, что устойчивость человека к высоким температурам может быть повышена с помощью двигательной гипоксемии, возникающей при регулярных занятиях бегом на длинные дистанции, особенно на марафонскую [A. M. Василенко, 1980]. Повышение устойчивости к высоким температурам происходит за счет снижения порога потоотделения и адаптации организма к циркуляторной гипоксии. У хорошо тренированных спортсменов кожная вазоконстрикция может преобладать над вазодилятацией даже в условиях выраженной гипертермии, физиологическая адаптация в жарком климате как обязательный элемент включает снижение порога внутренней температуры тела на 0,5 градусов, вследствие чего начинаются потоотделение и расширение сосудов для улучшения доставки тепла от «ядра» тела к кожной поверхности, повышается чувствительность потоотделения. Физическая работа на жаре также приводит к снижению контролируемой точки температуры. Иначе обстоит дело у жителей тропиков, постоянно подвергающихся воздействию жары. У них отмечается повышенная внутренняя температура тела в состоянии покоя, а потоотделение начинается при температуре примерно на 0,5 градуса выше, чем у людей, проживающих в условиях умеренного климата. Такой вид адаптации к жаре называют толерантным.

Известно, что та или  иная форма кислородной недостаточности  возникает и при большинстве патологических состояний. Однако гипоксия является не только повреждающим, но и тренирующим фактором, действие которого на организм в определенном режиме способствует формированию долговременной адаптации к недостатку кислорода. Установлено, что акклиматизация к высокогорью и адаптация к прерывистой гипоксии является эффективным методом коррекции функциональных состояний, повышения работоспособности и общей резистентности организма к целому комплексу экстремальных факторов, профилактикой и лечением различных заболеваний. Недостаток кислорода — одно из наиболее часто встречающихся явлений, с которым приходится сталкиваться человеку. В самом деле, гипоксия сопровождает очень многие физиологические и патологические процессы: дыхание разреженным воздухом при подъеме в горы — классический пример гипоксии. Интенсивные физические нагрузки вызывают недостаток кислорода, так как мышцы поглощают его быстрее, чем он приносится кровью. Анемия из-за кровопотери или любой Другой причины приводит к гипоксии тканей. Развитием гипоксии сопровождаются почти все болезни сердца и дыхания.

При гипоксии за счет интенсификации кроветворения возрастает количество эритроцитов и концентрация гемоглобина  в крови. Так, 2-недельное пребывание человека на высоте 4000-5000 м в Гималаях приводит к увеличению содержания гемоглобина на 32 %, а на высоте 5800 м — на 41 %. У жителей Памира (высота 3000 м) содержание  гемоглобина на 20 %, ay жителей Анд (высота 4540 м) на 30% выше, чем у жителей равнины. При адаптации крыс в барокамере с атмосферным давлением равным высоте 9000 м гемоглобина в крови становится больше на 38 %. У сусликов, постоянно обитающих в горах, гемоглобин на 55 % выше, чем у равнинных. Такие же изменения вызывает приспособление к гипоксии и в отношении миоглобина, Изменяются также кислородтранспортные свойства гемоглобина, увеличивается сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, что способствует более полной отдаче кислорода тканям. В клетках возрастает количество митохондрий, увеличивается содержание ферментов дыхательной цепи, а это позволяет интенсифицировать процессы использования энергии в клетке. И наконец, происходит перестройка в центральной регуляции дыхания и кровообращения. Наиболее демонстративно это проявляется в изменении чувствительности дыхания к углекислому газу: при адаптации к гипоксии чувствительность повышается. Это позволяет увеличить легочную вентиляцию, а значит, поднять содержание кислорода в крови и, что не менее важно, ослабить интенсивность работы сердечно-сосудистой системы и тем самым повысить резервные возможности организма.