Влияние антропогенных факторов на функциональное состояние организма ребенка

В последние десятилетия в связи с ростом напряжения экологической обстановки на детский организм ложится дополнительная нагрузка. Это обусловлено тем, что ребенок должен адаптироваться помимо природных, еще и к антропогенным факторам среды. К ним относят все виды загрязнения: физическое (шумовое, электромагнитное, радиационное и т.п.); химическое, связанное с проникновением в воздух, почву и воду химических веществ до уровня, превышающего предельно допустимые концентрации; механическое, связанное с бытовыми и промышленными отходами.

Влияние шума.

Шум, как физическое явление, представляет собой механические колебания упругой среды в диапазоне слышимых частот. Ухо человека может слышать только те колебания, частота которых составляет от 16 до 16 000 колебаний з секунду. Уровень шума измеряется а единицах, выражающих степень звукового давления - децибелах (дБ). Шум в 20-30 дБ практически безвреден для растущего организма и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Шум в 130 дБ вызывает болевые ощущения, а достигнув 150 дБ, становится непереносимым.

Шум оказывает на организм ребенка двоякое действие: специфическое и неспецифическое. Специфическое воздействие проявляется в повреждении органа слуха, точнее, кортиевого органа, что приводит к развитию тугоухости и даже потере слуха.

Неспецифическое воздействие сопровождается функциональными изменениями, происходящими во многих системах организма. Через проводящие пути слуховой сенсорной системы шум действует на различные центры головного мозга ребенка, влияя на высшую нервную деятельность, нарушая равновесие процессов возбуждения и торможения, изменяя рефлекторные реакции. В результате у детей возникает раздражительность, беспокойство, нарушение сна, отвлечение внимания от обычных занятий. Шум вызывает возбуждение вестибулярного аппарата. При этом появляется голов окружение, нарушается координация движений, а при нарастании шума до 130 дБ у детей могут возникать галлюцинации. Шум оказывает вредное влияние на зрительную сенсорную систему. Чем больше его интенсивность, тем хуже ребенок видит и реагирует на происходящее.

При действии шума происходят сдвиги функционального состояния сердечно-сосудистой системы. У детей нарушается нормальное кровообращение. Даже несколько громко сказанных слов могут вызвать спазмы сосудов. Многочисленные исследования показали, что шум оказывает негативное воздействие на деятельность желез внутренней секреции, желудка и кишечника, вызывая в растущем организме патологические изменения,

Электромагнитные излучения.

Широкое развитие компьютеров, телевидения, радиосвязи, радиолокации, расширение сети высоковольтных линий электропередач, применение высокочастотной энергии в различных сферах хозяйства и в быту привело к значительному росту электромагнитных излучений в окружающей среде.

Действие электромагнитного поля на растущий организм зависит от его напряженности, продолжительности воздействия, частоты колебания волн. Электромагнитные волны высоких и очень высоких частот дают больший биологический эффект.

Результаты обследования детей, проживающих в районах действия искусственных электромагнитных полей средне- и коротковолнового диапазона, позволяют говорить о неблагоприятных сдвигах, происходящих в системах организма.

Прежде всего это касается высшей нервной деятельности. У детей всех возрастных групп были выявлены нарушения условно-рефлекторных реакций, в частности, достоверное снижение величин зрительно-моторных рефлексов и их латентных периодов. Ухудшилось качество внимания, понизилась умственная работоспособность. Полагают, что длительное пребывание детей в условиях электромагнитного поля может привести к нарушению взаимоотношения нервных процессов, их подвижности и силы.

Исследование сердечно-сосудистой системы свидетельствует о снижении функциональной способности сердца и нарушении нервно-вегетативного звена регуляции кровообращения.

Анализ картины крови у детей показал, что воздействие электромагнитных излучений сказалось на характере изменения лейкоцитарной формулы. Достоверно увеличилось общее количество нейтрофилов за счет как палочкоядерных, так и сегментированных клеток параллельно с нейтропенией. Характерны эозинофилия и моноцитоз. Обращает на себя внимание значительная базофилия.

Обнаруженные изменения лейкоцитов периферической крови указывают на значительные сдвиги иммунологической реактивности детей, находящихся в зоне электромагнитных полей.

Биохимические механизмы влияния электромагнитных излучений на уровне ЦНС включают изменения адренергических и холинергических процессов.

Анализ заболеваемости позволяет говорить о том, что вредному воздействию подвергаются прежде всего сердечно-сосудистая и нервная системы детей.

Действие радиации на ребенка.

Радиация по своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут «запустить» не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к генетическим повреждениям или раку. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной гибели организма. Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, появляются спустя много лет после облучения. Врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, проявляются лишь в следующем или в последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки.

Чтобы вызвать острое поражение организма, дозы облучения должны превышать определенный уровень, но нет никаких оснований считать, что это правило действует в случае таких последствий, как рак или повреждение генетического аппарата. По крайней мере теоретически для этого достаточно самой малой дозы. Однако в то же самое время никакая доза облучения не приводит к этим последствиям во всех случаях. Даже при относительно больших дозах облучения далеко не все люди обречены на болезни: действующие в организме репарационные механизмы обычно ликвидируют повреждения.

Крайне чувствителен к радиации мозг плода, особенно если мать подвергается облучению между восьмой и пятнадцатой неделями беременности. В этот период у плода формируется кора головного мозга, и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, рентгеновскими лучами) родится умственно отсталый ребенок. Именно таким образом пострадали примерно 30 детей, облученных в период внутриутробного развития во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки.

Особенно велик риск заболевания раком при облучении плода. Б некоторых работах сообщается, что детская смертность от рака больше среди тех детей, матери которых в период беременности подверглись воздействию рентгеновских лучей.

Изучение генетических последствий облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении. Во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений. Около 10% новорожденных имеют те или иные генетические дефекты: от необременительных физических недостатков типа дальтонизма и до таких тяжелых состояний, как синдром Дауна и т.п.

Среди более, чем 27 тыс. детей, родители которых получили относительно большие дозы во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, были обнаружены лишь две вероятные мутации, а среди примерно такого же числа детей, родители которых получили меньшие дозы, не отмечено ни одного такого случая.

Дети также крайне чувствительны к действию радиации. Относительно небольшие дозы при облучении хрящевой ткани могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей, что приводит к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост костей. Суммарной дозы порядка 10 Гр, полученной в течение нескольких недель при ежедневном облучении, бывает достаточно, чтобы вызвать некоторые аномалии развития скелета. По-видимому, для такого действия радиации не существует никакого порогового эффекта. Оказалось также, что облучение мозга ребенка при лучевой терапии может вызвать изменения в его характере, привести к потере памяти, а у очень маленьких детей даже к слабоумию и идиотии. Кости и мозг взрослого человека способны выдержать гораздо большие дозы.

У детей, находящихся на территории, подверженной радионуклидному загрязнению, отмечается значительное снижение фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа. Вероятно, это является следствием влияния свободных радикалов на ферментные системы нейтрофилов.

При изучении биохимических показателей и состава периферической крови у детей, проживающих в районах с загрязнением Се-137, были отмечены нестабильность компонентов крови (лейкопения и лимфоцитов). Имели место изменения гормонального статуса щитовидной железы, сдвиги метаболических процессов, связанных с участием натрия, калия, АТФ-азы и функционированием белков сыворотки крови.

Действие радиации на ребенка очень сложно прогнозируемо, а эффекты могут быть самыми неожиданными. В целом, возрастные аспекты этого вопроса, ввиду малого фактического материала, разработаны мало.

Химическое загрязнение окружающей среды и его воздействие на растущий организм.

Загрязнение окружающей среды химическими отходами прогрессирует с каждым годом. Поступая в воздух, воду и почву, в результате круговорота веществ в природе, эти отходы попадают в организм ребенка, вызывая не только адаптивные, но и патологические сдвиги. Основными химическими загрязнителями в наши дня являются автомобильный транспорт (49%), топливная промышленность (сжигание топлива – 28%) и промышленные процессы (13%). Как правило, загрязнения воздуха в индустриально развитых странах обусловливаются пятью группами загрязнителей: оксидом углерода, оксидами азота (сгорание ископаемого топлива, автотранспорт, азотные удобрения); оксидами серы (сгорание угля и некоторых сортов нефти); летучими органическими соединениями (главным образом углеводородами) и различными типами взвешенных частиц (особенно тонкие частицы ядовитых металлов и асбеста).

Вдыхание такого воздуха, естественно, сразу же сказывается на состоянии органов дыхания. Поступление его вызывает у детей повреждение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, увеличение их проницаемости, обсемененность миндалин патогенными микробами.

Повышенная проницаемость слизистых оболочек и недостаточность местного иммунитета создают условия для проникновения ксенобиотиков через органы дыхания непосредственно во внутреннюю среду организма детей.

Большинство авторов, изучающих повреждающее действие вредных факторов на неспецифическую резистентность организма, отмечают снижение ее основных показателей: бактерицидной активности кожи, фагоцитарной активности клеток, активности лизоцима крови и других биологических жидкостей.

Интегральным критерием техногенного загрязнения окружающей среды может служить изменение гематологических показателей, особенно у детей раннего возраста. Степень увеличения эритропоэза и усиления гемоглобинсинтезирующей функции с возрастом у детей из более загрязненных территорий выражена меньше, чем у детей из благополучных районов. Значительное снижение концентрации гемоглобина в эритроците в процессе развития ребенка, свидетельствует о скрытой анемизации детей. Недостаток кислорода в организме сначала приводит к разрушению эритроцитов, о чем свидетельствует увеличение процента их гемолиза в 1,47 раза у девочек и в 2,32 раза у мальчиков, который в среднем возрос с 1,31+0,07 до 1,95+0,28. В результате недостатка кислорода разрушается и гемоглобин, а усиление эритроцитоза является результатом несколько позже наступающей стимуляции костного мозга продуктами распада эритроцитов. Эритроцитов можно считать проявлением защитно-компенсаторной реакции организма в ответ на воздействие различных загрязнений, ухудшающих функцию внешнего дыхания, что ведет в свою очередь к некоторому снижению снабжения крови и тканей кислородом, т.е. развитию не резко выраженной, но все же существующей гипоксии. В то же время изложенная схема не исключает воздействия других агентов (в том числе химических) непосредственно на эритропоэтическую ткань. Эритроцитоз приводит, по-видимому, к идентичности средних величин содержания в крови гемоглобина независимо от района проживания, так как с увеличением количества эритроцитов увеличивается и количество гемоглобина в цельной крови.

Многие ангидриды минеральных кислот и органические загрязнители раздражающего действия в первую очередь действуют на аэрогематический барьер в легочной ткани, вызывая, с одной стороны, механические нарушения путем разрушения сурфактанта, а с другой, – ответную реакцию организма в виде пролиферативного воспаления и замещения пораженных участков соединительной тканью, что диагностируется как трахеит. Нарушение аэрогематического барьера приводит к непосредственному контакту крови с различными токсическими полютантами, т.е. может формироваться гемотропное, нейротропное или гепатотропное действие.

Исследования показали, что у детей, живущих в районах повышенной загрязненности атмосферного воздуха, отмечались отклонения в реактивности, исследуемой как на организменном и системном, так и на клеточном и субклеточном уровнях: выявлялись низкая лизоцимная активность слюны, повышенная хемилюминесцентная активность крови, низкий уровень насыщенности организма витаминами С и группы В. Под влиянием вредных воздействий у детей возникает дисбаланс показателей иммунной системы, вплоть до иммунодепрессии: изменение функциональной активности Т-лимфоцитов, дефект формирования Т-супрессоров; снижение содержания 1дА в крови и секретах, повышение уровня 1дЕ.

Отмечены определенные различия на уровне функционирования основных систем организма как по средним величинам, так и по распределению индивидуальных вариантов. Частота дыхания у детей всех возрастов, живущих в районах с высокой загрязненностью, была выше, чем в районах с более чистым воздухом (с высокой степенью достоверности различий для всех возрастов от 2 до 7 лет). При индивидуальном распределении детей по общепринятым средним величинам оказалось, что в загрязненных районах из детей 2-3 лет только 15,5% имели средние величины частоты дыхания, у большинства же детей выявилось учащенное дыхание. В районах с более высоким уровнем загрязнения количество таких детей составило 69,8%- Указанное состояние дыхательной системы свидетельствует о раздражении дыхательного центра, вызванном, по-видимому, химическим составом воздуха.

Значимое увеличение частоты дыхания (ЧД) вызывает пыль. Окислы азота несколько снижают функцию респираторной системы ЧД, показатель бронхиальной проходимости (ПТМ). В отношении сердечно-сосудистой системы, хлор, анилин незначительно увеличивают ударный объем сердца, а сажа, изоп-ропиловый спирт вызывают его снижение. Однако наличие положительной связи концентрации сажи с диастолическим давлением (ДД) и отрицательной связи с систолическим (СД) и пульсовым давлением (ПД), ЧСС и ЧД являются неблагоприятным прогностическим признаком, указывающим на тенденцию к снижению функциональных резервов сердечно-сосудистой системы. Окислы азота имеют значительную отрицательную связь почти со всеми изучаемыми показателями (особенно с ЧСС, ЧД, ПТМ I), что свидетельствует об угнетении компенсаторных процессов организма. Изопропиловый спирт действует на показатели гемодинамики двояко: выявлена положительная связь с ДД и отрицательная – с СД, ПД, ЧСС, что также является плохим прогностическим признаком для сердечнососудистой системы. У анилина и хлора отмечено двоякое действие: главным образом на ЧСС – угнетающее (отрицательная связь) и бронхиальную проходимость (ПТМ II) – стимулирующее (положительная связь). Фенол и сероводород снижают регуляторные процессы сердечно-сосудистой системы (СД, ДД, ПД), что наиболее характерно для веществ токсической природы.

Таким образом, все эти данные свидетельствуют о неблагоприятном воздействии на организм ребенка атмосферных загрязнений.

Урбанизация и детский организм.

Развитие индустриального общества сопровождалось интенсивными процессами урбанизации. Значительно усилилась миграция населения из сельской местности в города. Города начали разрастаться, превращаясь в огромные мегаполисы.

Город – это экосистема, созданная человеком. Ее отличительной особенностью является большая плотность населения и все возрастающая нагрузка на среду обитания человека. Крупный город оказывает влияние на основные компоненты природной среды: атмосферу, воду, рельеф, климат, растительность. В городах изменены гравитационное, термическое, электрическое, магнитное поле Земли. Иными становятся условия питания подземных вод, их химический состав. Бич города – это загрязнение.

Процессы урбанизации имеют как положительные, так и отрицательные стороны. Создавая условия для разностороннего развития личности, город оказывает целый комплекс неблагоприятных воздействий на растущий организм.

В городских условиях человек с самого рождения оторван от природы.

Адаптивные реакции не успевают за темпом научно-технического прогресса и изменением среды обитания. В связи с этим большинство городских детей страдает синдромом большого города. Отмечается рост гиподинамии, аллергических заболеваний, психическая неуравновешенность. Большую нагрузку испытывают все физиологические системы организма: нервная, сердечно-сосудистая, дыхательная, пищеварительная и т.д.

Естественная синхронизация светового дня и активности человека, присущая сельскому образу жизни, у детей-горожан нарушена и сдвинута в сторону темной части суток. Суточная десинхронизация физиологических процессов требует напряжения адаптационных механизмов, истощает приспособительные возможности.

Широко известно, что повышенная загрязненность атмосферы города отходами производства приводит к ослаблению физического развития детей, а нередко и к врожденным порокам развития.

Процессы урбанизации обусловили появление феномена акселерации, то есть ускорения процессов роста и развития детей. Поскольку явление акселерации – панойкуменный процесс, то, естественно, он охватывает и сельские популяции. Но мера его проявления там значительно слабее, чем в условиях города.

Акселерация выражается в ускорении физического, полового и психического развития. Однако неясно, следует ли рассматривать ее только как положительное явление. Последствия такой вспышки процессов роста и развития вряд ли могут быть исчислимы сроками жизни одного-двух поколений. Пока не ясно, как отразится этот процесс на репродуктивной способности, психических и социально-психологических свойствах личности, на характере приспособления к изменяющимся условиям среды. Причины акселерации не ясны. Наиболее распространено мнение о том, что она обусловлена специфическим воздействием факторов городской жизни, таких, как повышение калорийности питания, снижение физических нагрузок, усиление психоэмоционального напряжения.

Вряд ли стоит противопоставлять друг другу факторы, вызывающие акселерацию. Скорее всего, такое мощное явление может быть вызвано их совокупным действием. Судя по данным последних лет, во многих странах наблюдаются затухание акселерации и ее стабилизация. Это обстоятельство рождает предположение о каких-то пока еще не познанных механизмах и причинах акселерации.

Городское население отличается от сельского более крупными размерами тела, более развитым жировым компонентом и значительно большим процентом астенических и пикнических конституциональных типов. Это характерно не только для детских возрастов, но и для взрослого населения.

По-видимому, на изменение физического облика горожан повлиял комплекс факторов, характерных для современного города: изменение социально-экономического уровня жизни, увеличение психоэмоционального напряжения, расширение круга брачных связей за счет миграции в город сельского населения.