Распространение и потребление животными плодов и семян

Растения образуют 2 типа семян: эпизоохорные и эндозоохорные. Первые встречаются у растений открытых местообитаний и распространяются, прикрепляясь к телу животных. В лесах у растений преобладают эндозоохорные семена и плоды, которые распространяются при употреблении их в пищу животными. Они имеют сочный яркий околоплодник и различные выросты (ариллус).

5.Мирмекофилия. – распространение плодов и семян муравьями. Растения, образуют специальные нектарники у основания листьев, предоставляют муравьям убежище и пищу, а муравьи защищают их от вредителей. Это могут быть все виды фиалок, копытень европейский, хохлатка, гусиный лук и т.д. Семена этих растений имеют специальные выросты (эллаилосомы) богатые питательным маслом.

 

76. биосоциальная природа человека. История взаимоотношения общества и природы. Эволюционные аспекты экологии человека.

Экологизация антропологии началась в 50-60-х годах (экология чел-ка) и связана с анализом фак-ов обуславливающих высокий полиморфизм homo sapiens. Особая актуальность в связи с нтр и возраст. влиянием антропог-о фак-ра на живую природу и как следствие на самого чел-ка. Экология чел-ка оценивает и обобщает положение чел-ка в меняющихся ус-ях окр.среды, хар-р и направленность испытывающих им изменений. Большую роль в нём сыграл и труды Вернадского и его концепция ноосферы-новое состояние биосферы при котором разумная деят.чел-ка становится определяющим фак-ом её развития. Освоение чел-ом Земли происходило неравномерно и в течении длит.времени. сначало гоминиды были связаны в своём обит-и с лесом и лесосаванной тропиков(как и соврем. человекообр-е обезьяны). «выход» в зоны умер-го климата произошел не позднее 1млн.лет назад. Природа чел-ка воплощав себе единство биолог., соц.и дух.сторон. различия м/у чел-ом и человекообр. обезьян-на уровне сем-ва. Предлагается выделять чел-ка вместе с гориллами и шимпанзе в сем-во гоминин-человечьи. Противоположная концепция- выделение чел-ка в отдельное царство Psychozoa. Своеобразие чел-ка – в социализации, обеспечивающие экологич. превосходство его над др.видами и способность преобразовывать саму бисферу. Чел-к уник-е биосоц-е явление. Расселение чел-ка и возрастающее влияние его на природу нарушает экологич. равновесие и делает его вид полиморфным. Это повысило его жизнестойкость. Чел. отличается от других видов - возникновением сознания соответсвенно возникли особые черты биологич. организации: церебрализация с преобразованием новой коры. На этой основе развились концептуальное мышление, членораздельная речь, трудовая деятельность, возросла способность к обучению. Возникли общественные отношения, что повысило жизнестойкость попул. и проникновение в новые экологич. ниши. Т.о. в процессе антропогенеза биологич. и соц. выступали в диалектическом единстве.эволюция чел-ка не завершилась. Основные этапы взаим.чел-ка с природой.1)палентропы занимали высшие звенья пищ. цепей из-за своей хитростей, изготовлению орудий жилищ, исп-ю огня. 2)возникла социальность на основе альтруизиа. 3)возникновение искусства 40-50тыс.лет назад. 4)неолитическая революция – приручение жив-х, окультуривание растений 10тыс.лет назад т.е. чел-к овладевает окруж. средой. 5)НТР осбенно в последние 3-4 столетия. Возросло могущество чел-ка над природой и развитие чел-ка в отдельности. Последние 3 этапа не связаны с изменением физич. облика чел-ка. Эволюция чел-ка направляется воздействием соц., а не биологич.сил. но как индивид чел-к подчиняется биологич. законам.

 

77. адаптация человека к условиям окружающей среды. Расы и народности.

Адаптация – совокупность морфофункцион-х, поведенчес-х и др. особенностей вида, обеспечивающих возможность определённого образа жизни в конкретных ус-х среды. Это продукт эволюции, проявляющийся в пределах нормы реакции. Его назаначение: сохранение биологич. гомеостаза, кот-е обеспечивается механизмом саморегуляции - нейроэндокринной системой. Специфика адаптации чел-ка выражается в сохранении биологич. фун-й. адаптация чел-ка к природ-м ус-ям опосредована ч/з труд и об-во и активно. Чел-к меняет среду в ходе адаптации – это новая форма адаптации. Он создаёт искусств-ю среду обитания со своими благоп.и неблагоприятными фак-ми. Вместе с тем есть морфофункц. адапатация чел-ка, которая прослежив-я в региональных адапатив-х типах: 1)арктический тип: высокая плотность сложения, крупная грудная клетка, массивный скелет, чаще встреч-я мускульный тип, основной обмен повышен, повышено содерж-е холестерина, давление понижено. (низкая t длит. время, пониженная радиация, пища животного просх-я) 2)тропический тип – юмидная зона(высокая t и повышенная влаж-ть) разнообразный состав населения (лонгилинейность, уплощенная груд-я клетка, кол-во холестерина и основной обмен понижены, мускульный тип редок, низкий рост – условный признак адаптации к эконом. неблагор-м усл-ям) 3)аридный тип – пустыня (линейные и астеноидные типы с уплощенной груд-й клеткой, понижена мускулистость и жировые отлож-я, холестерин и основ-й обмен, растит. пища) 4)высокогорный тип (низкое атм. давление, t понижена, недостаток кислорода) повышено содер-е эритроцитов и гемоглобина, больший объём груд-й клетки, снижена актив-ть щитовид-й железы и основ-й обмен, крупные размеры длинных костей – эритропоэз 5)умеренный тип – промежуточный м/у тропич.и арктич. 6)урбанизированный тип (акселирация, преобладают крайние типы телосложения). Расы – это попул.отлич-я от других попул.того же вида чистотами генов и хромосомными перестройками и фенотипом. Народность историч. сложив-я на опред терр-и совокуп-ть людей со стаб-ми особенностями культуры и психики, самосознанием и самоназванием. Большие расы: 1)европеоидная – кожа от свет-х до смуг-х оттенков, цвет глаз и волос – тёмные преобладают, на севере – светлые волосы и глаза. Волосы мягкие, прямые или волнистые, нос со средним или высоким переносьем, узкий прямой или с выпуклой спинкой, разрез глаз горизонт-й, обволошенность сильная, длина тела от высоких до ниже сред-х. 2)австрало-негроидная цвет кожи от тёмного до желто – бурого оттенка. Цвет волос и глаз тёмный. Волосы от курчавых до волонистых, нос среднее или низкое переносье, широкий маловыступающий, губы с большой слизистой частью, скелет тяжёлый, рост сильно варьирует. 3)монголоидная цвет кожи от смуглого до светлого, цвет волос и глаз тёмный до очень чёрного, волосы прямые и жесткие, нос узкий с малой или средней высотой, развита складка верхнего века, наружный угол глаза поднят, обволошенность слабая или отсутсвует. Есть переходные расы.

 

78. социальные аспекты экологии человека.

С точки зрения эволюции единственный эволюционный фак-р в человеческом обществе – 1)мутационный процесс. В последние десятилетия возрос темп спонтанного мутирования из-за загряз-я. 2) изоляционные барьеры отсутствуют. 3)волн численности нет, несмотря на эпидемии и войны. С точки зрения развития хоз.деят.: 1)на стадии охот-ов и собирателей был медленный прирост населения. 2)при переходе к производящему хоз-ву (неолит) прирост населения возрос, началось активное изменение среды (выжигание лесов, деградация почвы). 3) НТР снизилась детская смертность, увеличился срок жизни – рост населения Земли перевалил за 1% в год. По подсчётам учёных при достижении 10 млрд. чел. уровень жизни станет снижаться. На эволюцию чел-ка нач-ют действовать соц-е фак-ры увеличив-я индивид-я изменч-ть уменьшается политипия чел-ва. Генетич-я адаптиров-ть сменилась к способ-ти к быстрой акклиматизации.

Социальный фак-р действующий на здоровье чел-ка.1)законод-во по здравоох-ю. 2)медицина. 3)общественная жизнь (труд, быт, отдых, питание, миграции, уровень образованности и культуры) сократилась смертность – улучшение уровня жизни, санитарные меропр., мед.обслужив-е. негатив-е соц.фак-ры действующие на здоровье чел-ка: 1)сокращение рождаемости – аборт, контрацепция, заболевания. 2)старение населения и феминизация(повышенная мужская смерт. 3)дезадаптация к обществу(стресс)ведёт к приёму стимуляторов – алкоголизм, наркомания,табакокурение, повышается риск сердечно-сосуд-х заболеваний. 4)соц.катаклизмы-воины. 5)урбанизация ведет к скученности населения повышает риск инфекц-х заболев-й. 6) выживают болезненные младенцы из-за медицины и повышается генетич.груз попул.

Семья-микросоц.среда которя опред-ет много фак-ов здоровья – уровень жизни(жильё, доход), состав семьи, влияние брачного состояния на здоровье.

Кроме соц.-экономич-х фак-ов важен идиологич. фактор который обуславливает поведение чел-ка, его жизненные установки.

 

79. Радиоактивность. Основные виды радиоактивного распада, единицы измерения радиоактивности. Источники.

Ионизирующим излучением называют потоки частиц и ЭМ квантов, в результате воздействии которых на окружающую среду образуются разнозаряженные ионы. Ионизирующее излучение, проникая в разные среды, взаимодействует с их атомами и молекулами. Это взаимодействие приводит к возбуждению последних и вырыванию электронов из электронных оболочек нейтрального атома. В результате атом, лишённый одного или нескольких электронов, превращается а положительный ион,т.е. происходит первичная ионизация. Выбитые первичной ионизацией эл-ны, обладающие определённой энергией, сами взаимодействуют со встречными атомами и также создают новые ионы – происходит вторичная ионизация. Электроны, потерявшие в результате многократных столкновений свою энергию, становятся свободными или прилипают к какому-либо нейтральному атому, образуя отрицательно заряженные ионы. К ионизирующему относится излучение альфа, бетта-частиц, гамма-квантов, нейтронов, протонов и т.д.

а) альфа-излучение представляет собой поток ядер атома гелия, состоящих из 2 протонов и 2 нейтронов и обладающих высокой скоростью (20000км/с). Длина их пробега (наибольшее расстояние от источника излучения, при котором ещё можно обнаружить частицу до её поглощения веществом) в воздухе менее 10см, в воде и мягких тканях человеческого тела–несколько десятков микрометров. Альфа-частица полностью задерживается листом обычной бумаги.

б) масса этих частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы альфа-частиц. В зависимости от природы источника скорость этих частиц может лежать в пределах 0,3-0,99 скорости света. Длина пробега в воздухе составляет примерно 1800см, а в мягких тканях человека-2,5см.

в) гамма-излучение представляет собой ЭМ излучение с высокой энергией и с малой длиной волны, что объясняет большую проникающую способность. Длина пробега: в газах-сотни метров тело человека пронизывается насквозь. Распространяются со скоростью света, не отклоняются в магнитных и электрических полях.

Для количественной оценки действия ионизир. излучения на облучаемый объект в радиационной дозиметрии введено понятие доза. Различают поглощенную, экспозиционную, эквивалентную дозы. Изменения, происходящие в обучаемом объекте под действием излучения, зависят от величины поглощенной энергии, поэтому наиболее удобной характеристикой излучения, определяющей степень его воздействия на организм, является поглощённая энергия излучения. Поглощенная доза представляет собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощённой единицей массы облучаемого вещества (1Грей-система СИ, внесистемная ед-ца-1рад, 1рад=0,01Гр). Для количественной оценки ионизирующего действия поля введено понятие экспозиционной дозы-отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, созданного в сухом атм. воздухе, к массе воздуха в указанном объёме (1Кулон/кг-СИ, внесистемная-1Рентген). Дэксп=Кэксп*Дп, где К=34Кл/Дж или 0,876Р/рад.При одной и той же поглощённой дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Она определяется соотношением: Дэкв+Кобэ*Дп, где Кобэ-коэффициент относительной биологической эффективности )1Зиверт–СИ, внесистемная единица-1бэр). Одни органы и ткани более чувствительны к действию радиации, чем другие, поэтому необходимо учитывать коэффициент радиационного риска. Умножив эквивалент. дозу на соответствующий коэффициент и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения (Зиверты).

Радиация сопутствовала людям всегда. Существует радиация искусственного и естественного происхождения. Все радиоактивные вещества достаточно равномерно распределены в окружающей среде. Естественный радиоактивный фон Земли образуют космические лучи, падающие на Землю из космоса, и радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах. Каждую минуту через границу земной атмосферы в направлении земной поверхности влетают из космоса более 10000 заряженных частиц, движущихся со скоростью света. Именно они называются космическими лучами. Их происхождение связано с грандиозными взрывами звёзд в нашей Галактике. Естественные радиоактивные вещества широко распространены в земной коре. Источником большинства радионуклидов являются верхние слои литосферы (граниты). К антропогенным (обусловленным человеческой деятельностью) источникам относятся военное и мирное использование атомной энергии, добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание органического топлива, использование удобрений, производство строительных материалов. К собственно антропогенным экологически новейшим излучателям относятся радионуклиды ядерно-энергетического происхождения. Основными источниками фонового включения искусственной радиоактивности в состав среды явились испытания ядерного оружия в период с 1945 по 1991г. Общее число ядерных взрывов на нашей планете составило 2059, в том числе 508 в атмосфере. Второе место по значимости занимают ядерные реакторы энергетического назначения(АЭС). Вклад в суммарную дозу лучевых нагрузок на современного жителя вносит облучение в медицинских диагностических и лечебных целях. Дозы облучения среднего жителя России достигают 0,17-0,13мрад. Мощными излучателями являются экраны телевизоров, дисплеи компьютеров. В целом вся совокупность радиационных воздействий удваивает величину среднего естественного радиационного фона.

 

80. Природный радиоактивный фон Земли, его значение для живых организмов.

Естественный радиационный фон Земли образуют космические лучи, падающие на Землю из космоса, и радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах. Каждую минуту через границу атмосферы в направлении земной поверхности влетают из космоса более 10000заряженных частиц, движущихся со скоростью света. Именно они и называются космическими лучами. Происхождение большей части их связано с грандиозными взрывами звёзд в нашей Галактике. Частицы самых высоких энергий приходят к нам из других, более активных Галактик. Больше всего в составе космических лучей протонов, т.е. ядер водорода(90%). Примерно в 10 раз меньше ядер гелия, на долю всех остальных приходится около 1%. Мощность космических лучей, достигающих Земной поверхности, колеблется в зависимости от географической широты, высоты над уровнем моря. Изменение мощности косм.лучей в зависимости от геор.широты обусловлено тем, что Земля похожа на гигантский магнит. Поэтому косм.лучи, будучи заряженными частицами, отклоняются в районе над экватором и собираются вместе в виде своеобразных воронок в области полюсов Земли. Области в близи экватора, находящиеся на уровне моря, получают наименьшую дозу космического излучения, исчисляемую приблизительно как 0,35мЗв/год. В географических областях, расположенных на уровне моря, но на значительном удалении от экватора, например, на широте около 50⁰, доза космического излучения составляет примерно 0,5мЗв/год. Эту дозу испытывают жители расположенных вблизи данной широты городов, таких как Лондон, Москва. Это обусловлено тем, что толстый слой атмосферы, содержащий воздух и пары воды, окутывает Землю как одеяло, разрушая, замедляя и останавливая движение многих быстрых заряженных частиц, мчащихся из космоса. Наиболее поднятые над уровнем моря и обитаемые области Земли расположены на высоте, близкой к 4500м. Здесь доза облучения составляет 3мЗв/год. Интенсивность первичного космического излучения периодически меняется вследствие 11-летнего цикла солнечной активности, возрастая в период всплеска солнечной активности в 2-3 раза. Естественные радиоактивные вещества широко распространены в земной коре. Первичным геологическим источником большинства радионуклидов являются верхние геологические слои литосферы (граниты). Радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже, однако, некоторые сланцы очень радиоактивны, особенно те, которые содержат органическое вещество.

Исследования по изучению необходимости природного радиоактивного фона (ПРФ) начались с работ Планеля, который показал, что экранирование свинцом ПРФ существенно снижало размножение клеток парамеция. Культуры клеток помещали в свинцовые камеры с толщиной стенок 5 и 10см, что снижало ПРФ в 10-20раз. Восстановление величины ПРФ за счёт внесения в камеры тория 232полностью снимало задержку развития. Всё это позволило сделать вывод о том, что ПРФ стимулирует репродукцию одноклет. организмов. Влияние ПРФ на растения было изучено Кузминым на семенах риса, которые проращивали в условиях искусственно сниженного ПРФ. Результаты показали снижение на 21% роста корня и на 17% надземной части. Ещё в 1920г было описано благотворное влияние на растения родона, а в 1961-1962гг были описаны результаты эксперимента по его влиянию на мышей. Эти эксперименты показали, что 20минутное воздействие родона в дозах превышающих ПРФ в 100раз увеличивает фагоцитарную активность, повышает эритропоэз, активно воздействует на иммунную систему, повышая неспецифический иммунитет. На мышах было продемонстрировано благотворное действие повышенного поступления с пищей стронция90 и цезия137, увеличивающих облучение в 2раза по сравнению с ПРФ. При хроническом облучении собак рентгеновскими лучами с мощностью превышающей ПРФ в 100раз продолжительность жизни увел. на 72 дня.

 

81. Радиоактивное загрязнение окр.среды. Особенности действия ионизир.излучения на живые организмы. Сравнительная радиочувствительность живых орг. Экологические последствия радиоактивных загрязнений.

Ионизирующим излучением называют потоки частиц и ЭМ квантов, в результате воздействии которых на окружающую среду образуются разнозаряженные ионы. Ионизирующее излучение, проникая в разные среды, взаимодействует с их атомами и молекулами. Ионизирующее излучение действует на организм, как из внешних, так и из внутренних источников. В последнем случае радиоактивные вещества поступают в организм с пищей, водой и через кожные покровы. Возможно комбинированное действие внешнего и внутреннего облучения. Выделяют два взаимодополняющих друг друга механизма действия излучения на живой организм-прямого и косвенного действия радиация. Суть механизма прямого действия сводится к тому, что все виды радиации вызывают ионизацию и возбуждение атомов клеток живого организма. Причём, эти процессы являются лишь первым этапом в дальнейшей цепи физиологических изменений. При косвенном действии радиации молекула биологической ткани непосредственно не поглощает энергию ионизирующего излучения, а получает её путём передачи от другой молекулы. Известно, что в биологической ткани 60-70% составляет по массе вода. Она под воздействием радиации расщепляется на водород и гидроксильную группу, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный оксид и перекись водорода. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. В ходе детального изучения действия излучения на живые организмы были установлены следующие особенности:

1. Действие радиации на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы излучение.

2. Высокая эффективность поглощённой энергии излучения. Малые количества поглощённой энергии могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

3. Наличие скрытого, или инкубационного, периода действия радиации.

4.Действие малых доз облучения может суммироваться или накапливаться.

5. Излучение действует не только на данный организм, но и на его потомство.

6. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к действию радиации. Например, красный костный мозг и другие элементы кровеносной системы наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать уже при дозах облучения 0,5-1,0ГР. Глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению. Наиболее уязвимой для радиации частью глаза является хрусталик. Погибшие из-за облучения клетки становятся непрозрачными. Существенные изменения в лёгких начинается уже при относительно небольших дозах, почки выдерживают суммарную дозу в 23Гр, полученную за 5 недель, печень-40Гр за месяц, мочевой пузырь-55Гр за 4 недели.

7. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение. Дети очень чувствительны к действию радиации. Даже небольшие дозы приводят к задержке роста.

8. Степень поражения организма зависит от размера облучённой поверхности.

9. Биологическое действие радиации зависит от частоты облучения. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия. Разрушительные радиационные эффекты облучения на живой организм условно делятся на соматические и генетические. К первым относятся непосредственные ранние эффекты облучения (хроническая или острая лучевая болезнь, локальные лучевые поражения). Генетические эффекты проявляются вследствие мутаций-изменений наследственных свойств организма, возникающих при облучении. Генетические последствия обычно проявляются не у самого пострадавшего, а обнаруживаются у его потомства. Они проявляются в повышении в потомстве облучённых родителей числа новорожденных с пороками развития, в увеличении детской смертности, числа выкидышей и мертворожденных.

Чувствительность биологических объектов к действию иониз. излучения – радиочувствительность(Р). Чем проще организован организм, тем ниже его Р. Р у растений ниже, чем у животных, но и среди них есть наиболее чувствительные виды (сосна – 380-1200рентген). Наибольшей чувствительностью отличаются пыльца, генеративные органы, почки, верхушечные клетки побега и корней, по сравнению с растением в целом. Степень чувствительности у животных определяется величиной дозы ионизирующей радиации, вызывающей гибель половины облучённых животных - полулетальная доза. Для млекопитающих Р лежит между 200 и 1500рад. Очень устойчивы к иониз. радиации насекомые (30-50тыс.рад). Амфибии (ЛД_50/30 = 700-1400рентген), рептилии (1000-1500рентген), птицы (400-2000рентген) более устойчивы к действию радиации, чем млекопитающие. ПД_50/30 большинства видов колеблется от 0,2 до 0,3кРентген, для человека – 0,8кРентген, для свиней – 0,6кР, для кроликов – 1,1кР. Некоторые виды млекопитающих, живущие в суровых пустынях более устойчивы к иониз. излучению, по сравнению с млекопитающими других ландшафтных зон. Более устойчивы и животные, обитающие на территории с повышенным содержанием в почве естественных радиоактивных элементов (уран, радий, торий). Более высокой Р отличаются некоторые виды высокогорных растений и животных, т.к. в процессе эволюции им пришлось обитать в условиях значительно более высокого фона космич. излучения. Иониз. излучение поражает сильнее всего, интенсивно размножающиеся клетки или же клетки с крупными ядрами и хромосомами. Более высокоорганизованные с точки зрения устройства нервной системы животные являются более чувствительными к радиации.

 

82. Эпидемиологический процесс. Факторы, способствующие его возникновению и распространению.

Возникновение и распространение инфекционной болезни среди людей называют эпидемиологическим процессом (ЭП). Инфекция – внедрение и размножение микроорганизмов в макроорганизме с последующим развитием носителя возбудителя или выраженной болезни. Продолжительность инфекции различная: при острой – недели, редко месяцы, при хронической – годы, иногда пожизненно. ЭП возникает и поддерживается только при взаимодействии 3 факторов: источника инфекции, механизма передачи, восприимчивого к данному заболеванию населения.

Источником инфекции может быть заражённый человек (животное), организм которого является естественной средой обитания патогенных м/о, откуда они выделяются и могут заразить восприимчивого человека. В зависимости от того, кто является источником инфекции инф. болезни делятся на: антропонозы (источник - заражённый человек), зоонозы (источник – животное), антропозоонозы (источник – человек и животное). Механизм передачи инфекции – это перемещение возбудителя инфекции от источника в организм человека или животного. Варианты передачи инфекции:

1. контактный. Возбудитель локализуется на коже, слизистой рта, глаз, половых органов, попадает на различные предметы и при контакте с ними восприимчивого организма внедряются в него.

2. воздушно-капельный. Возбудитель локализуется в слизистой оболочке дыхательных путей, попадая в воздух и сохраняясь в нём в виде аэрозоля, внедряется в организм при вдыхании заражённого воздуха.

3. фекально-оральный. Возбудитель локализуется в кишечнике и с испражнениями поступает в окружающую среду и посредством разл. факторов попадает в пищеварительный тракт восприимчивых людей.

4. трансмиссивный. Возбудитель локализуется в крови и лимфе, поступает в организм кровососущих членистоногих, которые в дальнейшем заражают восприимчивых людей. Восприимчивость – это способность человека или животного реагировать на внедрение в организм возбудителя инфекции развитием болезни. Выделяют 2 группы факторов, которые обеспечивают невосприимчивость макроорганизма к инфекциям:

1. группа имеет не специфичный характер. К ним относятся наружные покровы (кожа, слизистые оболочки), желудочный сок.

2. группа факторов специфической направленности – иммунитет. Он может быть: видовым (наследственный, врождённый) – люди не болеют болезнями животных; материнским (плацентарный) – обусловлен наличием у новорождённых антител, предаваемых через плаценту или с молоком от матери. Исчезает к 6 месяцам; постинфекционный – возникает после перенесения инфекции, причём возбудитель, вызвавший заболевание в организме отсутствует; нестерильный иммунитет - появляется при инфекциях имеющих тенденцию к затяжному хроническому течению. Эта устойчивость сохраняется только при наличии в организме живого возбудителя и утрачивается при его удалении.

Кроме первичных факторов на ход ЭП влияют вторичные, действующие опосредованно, которые по своей природе представляют собой соц. условия и природно-климатические условия. Распространение заболеваний зависит от санитарной культуры, личной гигиены, миграционных процессов. Не редко наблюдается сочетание природных и соц. условий. Н-р, различные природные катастрофы. Географический фактор имеет важное значение при распространении зоонозов, т.к. распространение этих заболеваний будет зависеть от ареалов обитания животных. Этот фактор оказывает влияние и на распространение антропонозов с орально-фекальным и воздушно-капельным механизмами передачи. Многие инфекции дыхательных путей имеют особенности распространения на островных территориях – на островах болезни возникают периодически при заносах из вне, т.к. при небольшой численности населения нет условий для постоянной циркуляции возбудителя. Смена сезонов года – причина сезонности некоторых заболеваний.

 

83. Эндемичные заболевания. Причины их существования и меры борьбы с ними.

Эндимичными называют заболевания, которые более или менее постоянно циркулируют среди населения определенной территории, но не имеют тенденции к распространению за её пределы. Эндемической болезнь называют в том случае, если она постоянно присутствует в данном географическом районе или в данной группе населения и характеризуется довольно высоким уровнем заболеваемости по сравнению с другими районами или популяциями. Если меняются существенные условия связанные либо с хозяином, либо с окружающей средой, эндемичная болезнь может превратиться в эпидемию. Причиной эндемий могут быть как социальные, так и природные факторы. К эндемичным заболеваниям относят также заболевания, возникающие в условиях, как избытка, так и недостатка определённых химических элементов в окружающей среде. Как и при других эндемичных заболеваниях поголовной заболеваемости населения в районах геохимических эндемий не наблюдается. Это объясняется большой гетерогенностью популяции в отношении чувствительности к химическим факторам среды. Для больше части изученных заболеваний человека, возникновение которых связано с геохимическими условиями среды, установлены корреляции с каким-то 1 химическим элементом. Для человека известны лишь два микроэлементоза естественного происхождения, являющиеся причиной эндемических расстройств. Это – фтор, избыточное поступление которого в организм ведет к флюорозу, а недостаток – кариесу, и йод, недостаток которого способствует возникновению и распространению эндемического зоба. Особенно много исследований посвящено заболеванию эндемичный зоб (заболевание, вызванное нарушением деятельности щитовидной железы и регуляции её гормональной функции). Основной причиной данного заболевания является недостаток йода. По дефициту в природной среде йода выделяют следующие территории: территории лесной зоны в пределах нечернозёмной полосы с лёгкими подзолистыми почвами; пустынные зоны с серозёмами и бурыми почвами; поймы рек с наиболее обеднёнными йодом почвами. Экстремальные по природным условиям территории могут быть обширными по площади или занимать весьма ограниченные пространства – локусы. Виноградов выделил по генезу 2 основных типа биогеохимических провинций:

1. Зональный (негативный). Для него характерна значительная протяжённость в пределах почвенно-климатических зон и недостаток в среде ряда химических элементов: йод, фтор, кобальт, кальций.

2. Интразональный (позитивный). Для него характерен азональный характер и избыток некоторых хим. элементов: фтор, молибден, стронций. Чаще всего возникают над рудными телами, в бессточных впадинах, в районах вулканизма.

Биогеохимические эндемии повторяют эту закономерность. Факторами пространственно локализующими эндемию зоба через режим питания могут быть – специализация с/х и система снабжения населения продуктами питания. Чем больше степень населения зобогенных районов потребляющих растительные продукты местного происхождения, тем более оно оказывается подверженным заболеванию.

Меры профилактики: 1) использование фторсодержащих зубных паст в районах с недостатком фтора, 2) использование в пищу овощей и продуктов питания, выращиваемых в тех регионах, где нет недостатка йода и фтора; 3) употребление в пищу продуктов, обогащенных фтором и йодом.

 

84. Продно-очаговые болезни. Примеры и характеристика.

Природная очаговость – это особенность некоторых болезней, заключающаяся в том, что их возбудители, специфические переносчики, животные-резервуары возбудителя, неограниченно долгое время существуют в природных условиях в пределах, так называемых природных очагов, вне связи с людьми или домашними животными. Такие болезни принято называть природно–очаговыми, а территории, где встречаются их возбудители в природе – природными очагами. Природные очаги бывают узко ограниченными в своих пределах и одиночными (н-р, нора грызуна или др. диких животных). На определённом участке территории их может быть большое количество. Ареал того или иного ландшафтного типа очага или его более мелких подразделений может быть сплошным или разорванным. Так, пойменные очаги имеют типично разорванный ареал, прерываемый междуречьями, а иногда неразработанными участками речной долины. Существование возбудителей природно-очаговых болезней обусловлено их непрерывной циркуляцией среди животных – чаще грызунов и птиц, Передача возбудителей от животного к животному и от животного к человеку происходит преимущественно через насекомых и клещей, т.е. трансмиссивным путём. Однако возможны и другие пути передачи – ч/з воду, пищу. Люди или животные могут заражаться природно-очаговыми болезными, постоянно проживая на территории очага, либо временно попадая на его территорию. Животные, восприимчивые к болезни, возбудители болезней, переносчики или промежуточные хозяева являются сочленами БЦЗа, связанные с определенным биотопом. Поэтому природно-очаговые болезни характеризуются строго выраженной сезонностью заболеваний, а также территориальным распространением и чётко выраженной приуроченностью к тому или иному типу ландшафта (н-р, для тайги Сибири характерны очаги клещевых риккетсиозов, для пустынь Средней Азии – кожный лейшманиоз и клещевой спирохетоз). Природная очаговость характерна и для многих бактериальных (лептоспироз, рожа свиней) и вирусных (бешенство, гельминтозы) болезней. Природный очаг болезни существует всё то время, пока непрерывно продолжается циркуляция возбудителей болезни, но такие очаги могут возникать и заново на новых для них территориях вследствие различных факторов деятельности человека (н-р, завоз скота, среди которых есть особи-носители) или по причине каких-либо естественных причин (занос возбудителя перелётными птицами). Природно-очаговые болезни существуют в 2-х фазах, взаимоотношения которых варьирует во времени и пространстве: 1) циркуляция возбудителя в составе биотических компонентов природного очага; 2) переход из природы к человеку и возможное распространение болезни в восприимчивом человеческом коллективе. При этом механизм передачи возбудителя, лежащий в основе 1 фазы, может отличаться от механизма, определяющего пути заражения человека. Н-р, в основе природной очаговости лихорадки Ку лежит трансмиссивный механизм передачи возбудителя, тогда как заражение человека происходит без участия кровососущих членистоногих.

Клещевой риккетсиоз – это заболевание вызываемое Rikettsia sibirica. Риккетсиозы – группа трансмиссивных инфекционных болезней человека, имеющих ряд общих клинических черт. Это зоонозы, при которых источником возбудителя являются мелкие млекопитающие, переносчиком – кровососущие членистоногие (клещи). Все риккетсиозы – острые, циклические болезни.

Лептоспироз – это инфекционное заболевание, характеризующееся лихорадкой, поражением почек печени, нервной системы. Возбудитель – Leptospirosis interrogans. Лептоспиры – это тонкие подвижные спирали, размножаются, и длительное время сохраняются в воде, погибаю при кипячении и воздействии дезинфицирующих средств. В приделах очага источником возбудителя инфекции являются грызуны, насекомоядные, парнокопытные, хищные животные, в меньшей степени птицы. Человек заражается ч/з воду стоячих водоёмов при купании, а также при использовании её для питья и хозяйственных нужд без предварительного кипячения. Заражение возможно во время покоса на заболоченных участках почвы, при уборке риса, овощей, уходе за больными животными. В виде эпидемических вспышек лептоспироз встречается в летнее и осеннее время.

Клещевой энцефалит- воспалительное заболевание головного мозга инфекционной природы. Наряду с поражением головного мозга возможно поражение спинного мозга и мозговых оболочек. Возбудителями клещевого энцефалита могут быть вирусы, бактерии, риккетсии, простейшие, гельминты. Клещевой энцефалит относят к первичным самостоятельным заболеваниям, которые обычно вызываются нейротропными вирусами, предающимися человеку при укусе заражёнными кровососущими членистоногими.

Описторхоз – это гельминтоз из группы трематозов, характеризующийся преимущественным поражением печени и поджелудочной железы. Возбудитель – двууска сибирская. Промежуточными хозяевами гельминта являются моллюски, дополнительными хозяевами могут быть карповые (лещ, плотва, чебан, линь). Человек и животные заражаются описторхозом при употреблении в пищу сырой, мороженной и слабо прожаренной рыбы с личинками гельминта. Заболевание начинается остро с подъёмом температуры, появляются боли в мышцах суставах, различные высыпания на коже.

Альвеолярный эхинококкоз – гельминтоз из группы теннидозов, характеризующийся поражением печени с образованием паразитарных узлов. Возбудитель – альвеококк в половозрелой стадии, паразитирующий в тонкой кишке песца, лисицы, собаки, кошки, а в стада личинки встречается у диких мышевидных грызунов. У человека паразитирует личиночная стадия возбудителя. Человек может заразиться ч/з продукты питания, при контакте с собаками, при обработке шкур пушных зверей, питье сырой воды, из природных источников, при употреблении в ищу дикорастущих трав и ягод.

Лихорадка Ку – заболевание, вызываемое коксикеллами бернета. Распространенно в Австралии, США, очаги на всех континентах. Коксикеллы – облигатнй внутриклеточный паразит. Источники – грызуны, мелкий и крупный рогатый скот, птицы. Человек заражается ч/з сырьё животного происхождении ч/з слизистые оболочки.

85. Гигиеническое нормирование факторов среды, влияющих на здоровье человека.

В последние десятилетия проблема профилактики неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на здоровье человека выдвинулась на одно из первых мест среди других общемировых проблем. Это связано с быстрым нарастанием числа различных по своей природе (физических, химических, биологических, социальных) факторов, сложным спектром и режимом их воздействия, возможностью одновременного (комбинированного, сочетанного) действия, а также с многообразием патологических состояний, вызываемых этими факторами. Среди комплекса антропогенных воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве и других сферах производства. В настоящее время известно более 11 млн. химических веществ, многие из которых реально воздействуют на человека и окружающую среду. Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению неблагоприятных эффектов действия химических веществ: полный запрет производства и применения, запрет поступления в окружающую среду и любого воздействия на человека, замена токсичного вещества менее токсичным и опасным, ограничение (регламентация) содержания в объектах окружающей среды и уровней воздействия на работающих и население в целом.

Схема гигиенического нормирования содержания химических веществ в объектах окружающей среды:

Анализ первичной информации о веществе и его аналогах

токсикол.исслед соц. исслед. клинико-гигиен. и эпидемиологич. исслед

Анализ данных о токсичности и опасности вещества,результатов натурных исследований

Принятие решения о стратегии профилактики

запрет пр-ва и применения, ограничен.

поступ-я в окр.среду, воздейств.

контакта рабочих

 

Установление ОБУВ и ОДУ Установление ПДК

Отсутствие норматива, как правило, приводит к неконтролируемому, скрытому воздействию химических соединений на человека. Очевидно, что норматив качества окружающей среды всегда конкретен и основан на определенных признаках. Признаки норматива качества окружающей среды: объект защиты (человек, растения, технологическое оборудование); среда, в которой нормируется и контролируется содержание вещества (воздух, вода, почва, биосубстраты человека: кровь, моча, волосы и т. д.); критерий вредности; регламентируемая временная характеристика (воздействие в течение всей жизни человека, в течение его рабочего стажа, в короткий промежуток времени, например, в аварийных ситуациях); «цена» норматива, т. е. последствия, к которым может привести отсутствие или превышение допустимого уровня. Санитарно-гигиенические нормативы - это устанавливаемые в законодательном порядке, обязательные для исполнения всеми ведомствами, органами и организациями допустимые уровни содержания химических соединений в объектах окружающей среды. В течение длительного времени санитарно-гигиенические нормативы оставались единственными критериями качества окружающей среды. В настоящее время наряду с гигиеническими ПДК разрабатываются также ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Нормируются химический состав ирригационных вод, содержание вредных веществ в кормах; устанавливаются ПДК химических соединений в сточных водах, подаваемых на сооружения по биологической очистке. Разработаны ПДК химических соединений в воздухе особо охраняемых территорий, предложены ПДК, предназначенные для зашиты древесных растений. В основе методологии гигиенического нормирования химических веществ в производственной и окружающей среде лежат следующиепринципы.

1. Принцип безвредности гигиенического норматива основан на том, что при обосновании норматива вредного фактора преимущественное значение имеют особенности его действия на организм человека и санитарные условия жизни. Доводы об экономической или технологической целесообразности, возможности применения средств индивидуальной защиты не могут служить основанием для установления норматива на более высоком уровне.

2. Принцип опережения обоснования и осуществления профилактических мероприятий является основополагающим, поскольку производство и применение недостаточно изученных потенциально вредных веществ сопряжены с риском для здоровья человека. Кроме того, нарушение принципа опережения может привести к значительным экономическим потерям из-за задержки производства, высокой стоимости природоохранных мероприятий, осуществляемых на действующих объектах. Исходя из этого очевидно, что гигиенические нормативы не могут основываться только на результатах натурных исследований состояния здоровья населения, уже подвергающегося воздействию вредного фактора. Необходимо разумное сочетание экспериментальных методов гигиенического нормирования с клинико-гигиеническими и эпидемиологическими методами.

3. Принцип порогового действия вредных факторов. В соответствии с данным принципом по мере снижения уровня воздействия вещества может быть достигнута доза (концентрация), не вызывающая неблагоприятных изменений. Однако для мутагенов и канцерогенов вопрос о пороговом специфическом действии их до настоящего времени остается окончательно не решенным. Под порогом вредного действия принято понимать такую минимальную концентрацию вещества в объекте внешней среды (или дозу, попавшую в организм), при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патологии.

4. Принцип зависимости эффекта от концентрации (дозы) и времени воздействия. Величина дозы и продолжительность воздействия не только определяют время появления биологического эффекта, но и нередко влияют на его качественные характеристики

5. Принцип моделирования вредного действия химических веществ в эксперименте при обосновании гигиенических нормативов отражает необходимость опережающей разработки допустимых уровней воздействия по сравнению с моментом внедрения химических соединений в производство. В ряде случаев (при определении порогов раздражающего действия, порогов запаха) эксперимент проводится на людях-добровольцах. Однако базовой моделью при исследовании токсических и отдаленных эффектов химических соединений являются лабораторные животные. При этом воспроизводятся соответствующие реальные условия поступления веществ в организм, учитываются возрастные, видовые, половые особенности чувствительности к действию вещества. Значение порога вредного действия, установленное в эксперименте на животных, при обосновании ПДК уменьшается на величину коэффициента запаса, зависящего от показателей опасности исследуемого соединения, полноты данных об особенностях его вредного действия.

6. В связи со специфичностью и изменчивостью физико-химических свойств воды, почвы, атмосферного воздуха, пищевых продуктов животного и растительного происхождения, а также особенностями их воздействия на организм гигиенические нормативы устанавливаются отдельно для каждого объекта (принцип разделения объектов санитарной охраны). Воздействие химических соединений, как известно, может быть не только прямым, но и косвенным, поэтому при нормировании химических соединений в объектах учитываются различные виды неблагоприятных воздействий: влияние на органолептические показатели, рефлекторное действие, влияние на обще санитарные показатели, возможность миграции из одной среды в другую, санитарно-бытовой, санитарно-токсикологический.

7. При установлении окончательной величины ПДК используется принцип лимитирующего показателя вредности, в соответствии с которым величина норматива выбирается на уровне наименьшей из значений концентрации, установленных по различным критериям вредности (принцип учета «слабого звена»).

8. Как известно, в реальных условиях человек подвергается не изолированному воздействию какого-либо одного вещества, поступающего в организм конкретным путем (через воду или воздух), а сложному многофакторному воздействию. Необходимость учета всего многообразия воздействий отражена в принципе комплексного гигиенического нормирования. В настоящее время особенности комбинированного действия веществ учитываются при гигиеническом нормировании вредных веществ во всех средах.

9. Принцип дифференциации нормативов с учетом климато-географических условий. В частности, данный принцип был использован при гигиеническом нормировании содержания фтора в питьевой воде.

10. Обоснование гигиенических нормативов и регламентов осуществляется на основе принципа этапности в проведении исследований. Данный принцип отражает необходимость задания стратегии исследования, выделения его важнейших этапов, про­водимых в строгой последовательности и по возможности син­хронно с этапами внедрения новых веществ или материалов.

11. И еще один принцип гигиенического нормирования - единство экспериментальных и натур­ных исследований. Данный принцип основан на том, что критерием надежности гигиенического норматива являются результаты медицинского обследования состояния здоровья и эпидемиологические исследования заболеваемости различных контингентов населения.

Согласно существующему определению предельно допустимая концентрацияхимического соединения во внешней среде - такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни - прямо или опосредованно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб - не возникает соматических или психических заболеваний (в том числе скрытых и временно компенсированных) или изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых современными методами сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Традиционная методология гигиенического нормирования требует больших затрат и значительного времени (от 1 до 2 - 3 лет) на проведение исследований.

Гигиенические нормативы утверждаются Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации. Они входят в состав санитарно-гигиенических норм и правил, а также в некоторые ГОСТы.

 

86. Влияние тяжёлых металлов и их соединений на живые организмы.

Термин “тяжёлые металлы”, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. Количество элементов, относимых к группе тяжёлых металлов, варьирует в широких пределах. Тяжелыми называют металлы с атомной массой более 40 атомных единиц и относительной плотностью превышающей 5 г/см³: железо, медь, серебро, ртуть, свинец, цинк, кобальт и др. По степени участия металлов в биохимических процессах жизнедеятельности живых организмов их условно можно разделить на три группы:

1. Играющие важную роль в процессах жизнедеятельности, удаление которых из организма или их истощение может привести к неблагоприятным биологическим аномалиям (например, железо и магний).

2. Участвующие в процессах роста, развития и репродукции, однако при высоких концентрациях оказывающие неблагоприятное токсикологическое воздействие на организм. К ним относятся молибден, висмут, марганец, кобальт, медь и цинк. Первые две группы называют типичными микроэлементами.

3. Обладающие высокотоксичными свойствами при относительно низких концентрациях, способные аккумулироваться в организме при длительном воздействии и не играющие существенной роли в процессах жизнедеятельности. Яркими представителями таких металлов являются кадмий, свинец и ртуть. Эти металлы получили название ультрамикроэлементы.

Тяжелые металлы являются главными составляющими многих металлоферментов, участвующих в природной селекции аэробных клеток, в окислительно-восстановительных процессах тканей, иммунной реакции, стабилизации рибосом и мембран клеток. Они участвуют в процессах синтеза органических соединений и как все катализаторы, удовлетворяют потребности организма, поступая в него в малых количествах. Так, например, медь входит в состав ряда ферментов, белков, участвует в кроветворении, в частности в синтезе гемоглобина, необходима для нормального течения таких физиологических процессов как пигментации, кератинизации, остеогенеза, воспроизводительной функции. Марганец необходим для активизации некоторых ферментов (пролидазы), участвует в эритропоэзе, гемоглобинообразовании, в синтезе инсулина и использовании глюкозы. Цинк входит в состав отдельных ферментов (карбоксипептидазы, карбоангидразы), участвует в синтезе белков и РНК. Железо входит в состав гемоглобина (норма в крови 36.5 мкг %). Кобальт стимулирует эритропоэз, повышает активность некоторых ферментов, способствует синтезу мышечных белков. Главным природным источником тяжёлых металлов являются магматические и осадочные породы и минералы. Значительные количества ионов тяжёлых металлов, находятся в атмосфере в составе аэрозолей. Океанический аэрозоль, поступающийна поверхность суши существенно обогащён тяжёлыми металлами. Частицы вулканического аэрозоля содержат атомы тяжёлых металлов в составе минеральных соединений, из которых они с трудом извлекаются водой. Некоторые элементы проникают в биосферу с космической и метеоритной пылью, с вулканическими газами, горячими источниками, газовыми струями. Важное значение из природных источников имеют лесные пожары, выделение растительностью, морская пена и морская пыль. Все крупные природные источники отступают на второй план по сравнению с привнесением металлов в биосферу в результате деятельности человека. Естественно, что, добывая, обрабатывая и очищая металлы от примесей, человек не только дает им новую жизнь, но и способствует их интенсивному рассеиванию в окружающей среде. Развитие промышленности, с/х, энергетики и транспорта, интенсивная добыча полезных ископаемых – всё это привело к поступлению в воздух, воду, почву, растения сотен высокотоксичных химических веществ, в том числе «металлических» загрязнителей. За этим следует их проникновение в организм человека и животных, что является «достижением» последних десятилетий. В последнее время накоплению т.м. в организме человека сильно способствовало повсеместное применение бытовых химических средств – растворителей, моющих и чистящих составов, пищевых красителей, ароматизаторов и консервантов. Особую опасность представляют так называемые распределённые в пространстве источники тяжёлых металлов, поскольку именно они загрязняют сравнительно большие территории. К этой группе относятся автомобильный транспорт, с/х угодья (после обработки смешанными синтетическими удобрениями или содержащими металлы пестицидами), домашние печи, использующие уголь, дрова, содержащие т.м. Таким образом, можно сказать, что микроэлементы распределяются в окружающей среде в результате первичного рассеивания (вулканическая деятельность) и вторичного рассеивания (воздействие атмосферных факторов). Третий процесс (третичное рассеивание) возник в результате человеческой деятельности, что привело к перераспределению микроэлементов и возникновению загрязнений.

С одной стороны, многие соединения тяж. мет. оказывают на живые организм положительное воздействие, входя в состав ферментов, витаминов, гормонов, участвуя во многих жизненно важных процессах и реакциях, то есть, выполняя роль микроэлементов. С другой стороны индивидуальная потребность организмов в тяжелых металлах очень мала, а поступление из внешней среды избыточных количеств этих веществ приводит к различного рода токсическим эффектам. Особенно опасными оказываются элементы, не входящие в состав биомолекул и образующие прочные соединения с концевыми тиоловыми группами белков. При высоких концентрациях большинство металлов становятся токсичными, причиняют вред организму, иногда необратимый, что ведёт к функциональным нарушениям, деформациям и нередко к смерти. Важно, что переход от недостатка определённого металла к его токсичности происходит в сравнительно узком интервале. Большая часть характеристик, с которыми коррелирует токсичность, связана со структурой атомов или ионов, их электронных оболочек. Значение последних можно показать на примере сравнительной токсичности переходных и непереходных металлов. Переходные элементы отличаются от непереходных тем, что в них происходит заполнение не наружных слоев, а более внутренних, расположенных ближе к ядру. В своих соединениях они сохраняют только частично заполненные d-электронные орбиты, что отражается на их химической, а также биологической активности. Таким образом, особенностью электронных оболочек наиболее ядовитых элементов является наличие незаполненной наружной орбиты. Тяжёлые металлы являются протоплазматическими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения атомной массы. Причём эта токсичность проявляется по-разному. Многие металлы при высоких уровнях концентрации ингибируют деятельность ферментов (медь, ртуть). Некоторые т.м. образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая нормальный обмен веществ (железо). Такие металлы, как кадмий, медь, железо, взаимодействуют с клеточными мембранами, изменяя их проницаемость и другие свойства (например, разрыв клеточных мембран). Так, в связи со способностью ртути проникать через плаценту известны многочисленные случаи эмбриотоксического эффекта. Некоторые т.м. конкурируют с необходимыми живым организмам элементами, нарушая их функциональные роли. Например, кадмий замещает цинк, что приводит к цинковой недостаточности, вызывая нарушение физиологических функций и даже гибель. Токсичность, ртути зависит от вида её химических соединений. Наиболее токсичны органические соединения метил-, диметил- и этилртуть. Высокие содержания свинца могут, например, подавлять рост растений, вызывать хлороз, обусловленный нарушением поступления железа. Тяжелым металлам свойственно вступать в связь с белками посредством карбоксильных, амино- и SH- групп, имидазольной группировки гистидина. Они вступают в связь со свободными аминокислотами, органическими и нуклеиновыми кислотами, фосфатами и другими соединениями, могут подвергаться метилированнию, ацетилированию и другим превращениям. Электрохимические свойства тяжелых металлов (величина заряда, степень валентности, характер кристаллической решетки) определяют их реакционную способность, участие в окислительных превращениях соединений металлов в биосредах и с биохимическими компонентами этих сред. В данном случае соединения металлов могут переходить из состояния низкой валентности в высокую и наоборот, изменяя свои свойства, что сказывается на их возможности к накоплению, перераспределению в организме. Живой организм обладает несколькими механизмами детоксикации, которые служат для ограничения или даже полного устранения токсиканта: наличие специфичных белков, связывающих металлы; барьеры, мешающие войти во внутреннюю среду организма и защищающие особо важные органы (мозг, половые и другие железы внутренней секреции); транспортные механизмы для выведения металлического токсиканта из организма; ферментные системы, которые превращают любой токсикант в соединения менее токсичные и легче удаляемые из организма; тканевые депо, где как бы под «арестом» могут накапливаться некоторые токсичные металлы. В первую очередь в ответ на действие токсичных ионов кадмия, ртути, свинца на печень и почки человека увеличивается связывание их в металлотионеины – это низкомолекулярные (около 10000 тыс. Дальтон) белки, включающие примерно 20 аминокислотных остатков и принимающие участие в регулировании внутриклеточного содержания металлов. Они обнаружены у животных всех типов, включая прокариот. Высокое сродство данных белков к ионам металлов обусловлено значительным содержанием в их составе цистеина. Таким образом, поступление металлов в организм живых организмов, их распределение и выделение – процессы не пассивные, а в значительной степени регулируемые механизмами гомеостаза, которые позволяют поддерживать относительное постоянство элементного состава органов и тканей.

87. Диоксины. Общая характеристика, механизм воздействия и токсический эффект.

Диоксины (ДО) – суперэкотоксиканты, суперкуммулянты. В на настоящее время доказано, что ДО имеют исключительно технологическое происхождение, хотя не являются целью ни одной из существующих технологий. Появление их связано с производством ХОС и утилизацией их отходов. Ксенобиотики диоксинового ряда образуются при производственных процессах, целью которых является получение ароматических и ациклических хлор- и броморганических соединений, а также неорганических галогенидов. Мощный источник – промышленность, занятая переработкой галогенфенолов и галогенанилинов. Помимо названных источниками могут быть лесные пожары, выхлопы автомобилей, работа домашних печей, использующих техногенную древесину, обработка полей диоксинсодержащими пестицидами. Многие свойства ДО и в первую очередь их токсикологические особенности связывают с высокой липофильностью и исключительной стабильностью в живых организмах и объектах окружающей среды. Липофильная природа ДО способствует кумуляции их в органической фазе биосферы и биоконцентрированию в живых организмах. В представителях фауны диоксины эффективно накапливаются главным образом в жировых тканях. В больших количествах они накапливаются также в печени, коже, тимусе, кроветворных органах. В жировой ткани и в крови их уровень коррелирует с содержанием липидов. Биоконцентрирование осуществляется главным образом по пищевым цепям. Оно происходит также путем межфазных переходов из любых сред, в том числе из воздуха, воды и почв. Другими словами, большинство ПХДД и ПХДФ легко поглощается живыми организмами и через желудочно-кишечный тракт, и через кожные покровы. Механизм их проникновения в клетки пока не очень ясен. Диоксины чрезвычайно стабильны в живых организмах, следствием чего является их длительное сохранение в биосфере. ДО очень медленно выводятся из живых организмов, а из организма человека практически не выводятся. В частности, период полувыведения высокотоксичного диоксина 2,3,7,8-ТХДД из живых организмов составляет (в днях): мышь, хомячок - 15; крыса – 30; морская свинка – от 30 до 94; обезьяна – 455; человек – 2120 (5-7 лет). Высокохлорированные ПХДД имеют сопоставимое время полувыведения из организма человека - порядка 3-6 лет. Для высокотоксичных ПХДФ период полувыведения из организма человека несколько меньше - от 1 до 3 лет. При оральном поступлении ПХДД в организм человека более 87% его всасывается в желудочно-кишечный тракт. Накапливается он преимущественно в жировой ткани, коже и печени. Проявлению высокой токсичности диоксинов, наряду с гидрофобностью и высокой стабильностью, способствует также их высокое сродство к специфичному биологическому рецептору. Такой рецептор был установлен. Это цитозольный белок клеток органов-мишеней - так называемый Ah-рецептор. Его часто называют диоксиновым рецептором. ПХДД и родственные соединения обладают исключительно высоким сродством с Ah-рецептором. Это взаимодействие имеет большую длительность и, обеспечивает высокую вероятность проявления токсических эффектов. Благодаря высокой стабильности диоксина в клетке и прочности его комплекса с биорецептором каждая его молекула многократно участвует в индукции синтеза окислительных ферментов. Таким образом, под действием диоксинов в пораженных организмах происходят несколько параллельных процессов - не только разрушение низкомолекулярных гормонов, витаминов, лекарств, метаболитов, но и биоактивация предшественников мутагенов, канцерогенов, нейротоксических ядов. Параллельно природные и синтетические соединения могут из сравнительно неопасных превращаться в высокотоксичные. Как следствие эти изменения приводят к резкому снижению концентрации природных веществ - антимутагенных и антиканцерогенных агентов (витаминов А, В, Б, С и т.д.), простагландинов, некоторых гормонов и т.д Многообразны и объекты, а также характер возникающих поражений: наблюдаются поражения печени, кожи и центральной нервной, развиваются истощение организма и угнетение клеточного иммунитета, нарушается репродуктивная функция, в той или иной форме проявляются эмбрио- и фетотоксическое, терато- и канцерогенное действие. От направления и скорости метаболизма диоксинов зависят продолжительность их токсического действия и направление изменений при биотрансформации. Токсичность диоксинов существенно зависит от видовых особенностей подопытных животных, что связывают с различиями в скорости ею выведения из организма. Средне смертельная доза для человека, полученная расчетным путем, составляет при однократном оральном поступлении 0,05-0,07 мг/кг. Токсичность ПХДД, 1,2,3,7,8-С15-ДД на много порядков выше таковой ДДТ, а также токсичности цианидов, стрихнина, кураре. Данные последних лет показали основная опасность ТХДД и вообще диоксинов заключается не столько в их острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях хронического отравления крайне малыми дозами. Наиболее серьезный фактор воздействия диоксинов на здоровье людей - их влияние на иммунную систему. Даже при ничтожных концентрациях они вызывают подавление иммунной системы и нарушают способность организма к адаптации в изменяющихся условиях среды. Это приводит к резкому подавлению умственной и физической работоспособности. В несколько более высоких концентрациях диоксины вызывают мутагенный, тератогенный (рождение детей-уродцев от пораженных родителей) и эмбриотоксические эффекты, нарушение жизнедеятельности нервной системы, поражение печени, пищевого тракта и др. Степень выраженности и преобладание в клинической картине поражения тех или иных симптомов зависят от многих факторов - дозы диоксина, длительности его воздействия, индивидуальных особенностей организма и т.д. Клинические признаки поражения диоксинами проявляются с задержкой, выражены не явно и не всегда адекватны степени отравления. Первым признаком и легкого и тяжелого отравления хлорорганическими соединениями часто является заболевание хлоракне - тяжелая форма профессиональных угрей (в случае поражения броморганическими соединениями - бромакне). Помимо поражения кожи, в клинической картине наблюдаются поражения печени, желудочно-кишечного тракта и нервной системы.

 

88. Хлорорганические соединения и их влияние на живые организмы.

В результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступают вещества антропогенного происхождения, не свойственные живой природе – ксенобиотики, последствия, воздействия которых на экосистемы трудно предсказать. История применения стойких ХО пестицидов представляет собой классический пример того, насколько осторожным должно быть вмешательство человека в природные процессы. Отличительной особенностью ХОС является присутствие в структурах их молекул бензольных колец, которые придают этим веществам высокую стабильность. И эта устойчивость повышается по мере увеличения числа атомов хлора в бифенильной группировке. Из ХОС наибольшее внимание привлекают 2 группы веществ – это хлорорганические пестициды (ХОП) и полихлорбифенилы (ПХБ) – весьма устойчивые в природных условиях и опасные для живых организмов соединения. ХОП и ПХБ поступают в окружающую среду и