УДК 615.322:454.1:615.415.16

ПРИОРИТЕТНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМ МЕДИЦИНСКОЙ ЭКОЛОГИИ В УКРАИНЕ
(взгляд токсиколога)

И.М. Трахтенберг, акад. АМН, чл. корр. НАН Украины

Неблагоприятная экологическая ситуация в Украине в значительной степени сказывается на уровне заболеваемости и смертности населения. В три раза более низкий, чем в целом по всем странам СНГ, прирост населения, в два—два с половиной раза более высокая, чем в развитых станах, детская смертность, сокращение на 5—7 лет продолжительности жизни — все это свидетельство необходимости самых неотложных мер.

Известно, что среди причин, определяющих уровень заболеваемости, состояние окружающей среды занимает примерно 20 %, а если говорить в целом о нынешней экологической напряженности, имея в виду всю совокупность экологических и профессионально-производственных факторов в сочетании со стрессовыми, нервно-психическими перегрузками, то, по данным ВОЗ, производной от всего этого является большая часть болезней — до 70—80 %. Среди многих факторов, влияющих на здоровье человека и среду его обитания, одно из основных мест занимают химические загрязнители.

Промышленные выбросы их в атмосферу Украины достигают ежегодно 11 млн т., что составляет 20—25 % суммарного выброса в целом по странам СНГ. И это при условии, что Украина занимает только 3 % территории СНГ, хотя и поставляла в предшествующие годы почти четверть общего национального продукта бывшего СССР, 17 % электроэнергии, 58 % производства чугуна.

Из 68 городов СНГ, которые характеризуются наиболее значительными и стойкими уровнями химического загрязнения, каждый пятый — это город Украины. На одного жителя нашей страны приходится сегодня 300 кг вредных техногенных веществ.

Загрязнению ими окружающей среды значительно способствует также химизация сельскохозяйственного производства. Ежегодно в почву Украины вносится 1 млн 700 тыс. центнеров пестицидов, 150000 тонн минеральных удобрений. С ними поступает в почву 1800 т свинца, 400 т кадмия, 2200 т цинка, 200 т меди, 67000 т фтора, более 1,4 млн т хлора. Общая ситуация в Украине значительно усугубляется реальной угрозой одновременного загрязнения окружающей среды радионуклидами и не очень четко выявляемыми и недостаточно прогнозируемыми еще проявлениями эффекта сочетанного действия химического и радиационного факторов. Между тем, указанное обстоятельство никак нельзя игнорировать. Достаточно сослаться на результаты экспериментальных исследований, которые проводились гигиенистами и токсикологами Украины в последние годы. Изучалось действие тяжелых металлов в сочетании с ионизирующим излучением. Было четко показано, что, например, показатели функционального состояния гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы к концу эксперимента изменялись и в первом, и во втором случаях. Но после экспозиции при изолированном действии свинца эти изменения оказались в восстановительном периоде обратимыми, а при комбинированном воздействии аэрозоля металла и радиации — необратимыми. И по другим показателям эффект сочетанного действия оказался в эксперименте весьма пагубным. Несомненно, что это не только в эксперименте. Оказалось, что и в натурных условиях у лиц, проживающих в зонах жесткого радиационного контроля, возникает усиление повреждающего эффекта и что в основе последнего лежат вполне определенные физиологические и биологические механизмы. Эти результаты чрезвычайно важны для разработки эффективной профилактики нарушений здоровья людей, проживающих в экологически неблагоприятных регионах, где на фоне повышенного уровня радиации повсеместно обнаруживаются такие вредные химические загрязнители, как свинец, кадмий, ртуть и др. Химическое загрязнение окружающей среды и влияние его на организм человека, сочетающееся с воздействием других вредных факторов, приводит к увеличению заболеваемости населения, возникновению ранее неизвестных форм, квалифицируемых пока в весьма общем виде как экологическая патология. Сошлемся в качестве примеров на алопецию у детей в Черновцах, аортоартерииты с утолщением стенки сосудов в ряде населенных мест, дегенеративные болезни головного мозга, проявляющиеся ранними признаками слабоумия, в частности, у детей под влиянием свинца, так называемые полиаллергии и другие виды патологии, наблюдаемые сегодня в регионах с повышенным содержанием вредных химических веществ в объектах внешней среды — атмосферном воздухе, почве, воде, продуктах питания.

В этих и некоторых других подобных случаях, как показывают результаты наших исследований, определенная этиологическая роль принадлежит тяжелым металлам. Известно, что в различных сферах народного хозяйства сегодня широко используется более 70 металлов периодической системы, из которых 43 — тяжелые металлы, т.е. элементы с относительной плотностью более 5,0 г/см³. Как известно, они характеризуются недостроенностью наружных электронных оболочек и способностью организовывать высокотоксичные металлоорганические соединения.

Занимаясь мониторингом тяжелых металлов (ртути, свинца, цинка, меди, кадмия, хрома и др.), мы особое внимание уделили такому глобальному загрязнителю внешней среды, как свинец. Это обусловлено, прежде всего, реальной ситуацией, связанной и с техногенными выбросами его в атмосферу, и с автотранспортом, работающем на этилированном бензине, на долю которого приходится до 50 процентов и даже более загрязнения внешней среды городов. Повышенное внимание к свинцу в последние десятилетие в Украине обусловлено и последствиями Чернобыльской катастрофы, в первые недели которой была предпринята безуспешная попытка экранировать свинцовыми плитами поврежденный реактор четвертого блока.

Среднегодовые концентрации свинца в атмосферном воздухе г. Киева превышают сегодня фоновые величины. Показательно наличие в г. Киеве почвенных пятен с повышенным содержанием свинца, в том числе и выше 32 мг/кг (ПДК). Было проведено определение свинца в индикаторных биосредах детей, проживающих вблизи предприятий, выбрасывающих тяжелые металлы в атмосферу. Среднее содержание в волосах обследованных колебалось в пределах 2,6—4,3 мг/г. Оказалось, что у этих детей повышено содержание свинца в волосах, молочных зубах, моче на фоне изменений показателей порфиринового обмена по сравнению с параллельным контролем. На основе корреляционно-регрессионного анализа было показано, что накопление свинца в организме детей существенно влияет на функциональное состояние центральной нервной системы, внимание, общую умственную работоспособность, а также способность детей к обучению. В зависимости от содержания металла в индикаторных биосредах у них снижалась точность и работоспособность при выполнении тестовых заданий, увеличивалась продолжительность их выполнения.

Из полученных нами данных по мониторингу тяжелых металлов как загрязнителей окружающей среды и на примере данных биомониторинга свинца можно полагать, что на основе подобных данных целесообразно проводить, во-первых, гигиеническое картографирование, во-вторых, сопоставление уровней содержания ксенобиотиков в объектах окружающей среды и в биологических индикаторных средах, в-третьих, сопоставление данных гигиенического контроля и биомониторинга с патогенетическими показателями и тестами проявлений токсического воздействия.

Следует отметить, что определенный вклад в проблему мониторинга химических загрязнителей в Украине внесли в последние годы и гигиенисты питания. Ими разработана оригинальная концепция программы гигиенического мониторинга пищевых продуктов как часть общей программы по экологии НАН Украины. Эта концепция включает необходимость решения трех основных задач. Первая предусматривает оценку химической загрязненности продуктов питания, сопоставления их с гигиеническими нормативами, определение реальных дозовых нагрузок. Вторая заключается в необходимости определить влияние ксенобиотиков на биологические системы организма, т.е. осуществить проведение контроля содержания химических веществ или их метаболитов. Определение наиболее ранних (донозологических) признаков заболеваний составляет третью задачу.

Итак, приведенные выше данные и тот опыт, который накоплен в Украине по контролю за химическими загрязнителями, позволяют считать приоритетными в последующие годы два, тесно взаимосвязанные между собой, аспекта в проблеме контроля химического окружения и его влияния на здоровье человека. Первый аспект — последующее совершенствование принципов, методов и конкретного содержания мониторинга внешней среды применительно к химическим загрязнителям, второй — организация широкого биомониторинга ксенобиотиков.

В практике создания системы мониторинга химических загрязнителей окружающей среды в настоящее время наметилась тенденция, при которой как по терминологии, так и по содержанию, вкладываемому в различные определения, имеют место заметные разночтения.

Нами была предложена соответствующая градация отдельных видов мониторинга применительно к задачам оценки реальной опасности воздействия потенциально токсичных химических веществ на человека и среду его обитания, включая и те виды контроля качества окружающей среды, который проводится сегодня специалистами смежных с гигиеной отраслей знания — геохимии, гидрометеорологии, геологии, химии и др. При этом основой такой градации являются разновидности мониторинга, обозначенные в англо-русском глоссарии избранных терминов по профилактической токсикологии, составленной в соответствие с проектом ЮНЕП-МРПТХВ «Контроль опасности химических веществ для здоровья человека и окружающей среды» (табл.).

Интегральной и наиболее информативной формой современного контроля, сочетающего элементы экологического, гигиенического и биологического контроля, следует считать эколого-гигиенический мониторинг. Реализация на практике идеи такого эколого-гигиенического мониторинга в Украине в последующие годы будет способствовать решению трех приоритетных профилактических задач: первая — научное обоснование и разработка комплекса мероприятий по снижению до нормативных величин содержания во внешней среде техногенных химических веществ; вторая — пересмотр ряда из них с учетом сочетанного действия последних с радионуклидами и другими экзогенными факторами; третья — установление новых гигиенических нормативов, в том числе региональных, и ужесточение требований к их соблюдению.

С позиций профилактической токсикологии представляется оправданным определить еще ряд важных задач на ближайшие и последующие годы. Сложившаяся система и практика установления допустимых уровней содержания потенциально токсичных химических веществ во внешней среде не предусматривает сегодня обоснования соответствующих нормативов с учетом региональных особенностей.

Между тем, такая необходимость диктуется специфическими особенностями, которые имеют место в разных промышленных и сельскохозяйственных регионах Украины. В них выявляются самые разнообразные сочетания неблагоприятных техногенных факторов — химических, физических, биологических, — оказывающих влияние на здоровье. Значимость их в разных регионах варьирует в больших пределах. Уровень и структура заболеваемости различна, отсюда необходимость не просто региональных гигиенических нормативов, но и таких, которые бы учитывали возможность как изолированного, так и, прежде всего, комбинированного действия. При этом в каждом конкретном случае при нормировании факторов любой природы предстоит в последующем усовершенствовать критерии их токсикологической и гигиенической оценки. Главный вопрос, требующий ответа в экспериментальных и эпидемиологических исследованиях, — где, на каких уровнях воздействия начинается патология? Сегодня общество, как никогда ранее, заинтересовано в надежной профилактической медицине. Между тем, на научных форумах, состоявшихся в последние годы, проявилась тенденция, которая, увы, никак не отражает реалии современных задач и исследований в сфере профилактической медицины. Справедливо аргументируя необходимость дальнейшей разработки фундаментальных проблем в таких, к примеру, областях, как молекулярная биология, молекулярная генетика, морфология, космическая биология и других, недостаточно затрагивалось и все откладывалось на будущее рассмотрение фундаментальных проблем токсикологии и гигиены, приоритетных аспектов медицинской экологии. В то же время именно в этих научных разработках достаточно четко просматривается сегодня фундаментальная направленность.

Даже фрагментарный перечень основных результатов исследований, полученных токсикологами в последние годы, свидетельствуют об их несомненном вкладе в приоритетные фундаментальные разработки. Остановимся лишь на отдельных, наиболее значимых аспектах этих разработок.

Опыт токсикологических исследований показывает, что надежность обоснования гигиенических нормативов в значительной мере зависит от характера и чувствительности избираемых показателей. В зависимости от того, какие наблюдения взяты за основу — данные выраженных нарушений или приспособительно-компенсаторные сдвиги, — рекомендуемые нормативные величины будут различными. Значит, в первую очередь следует установить соотношение между элементами приспособительной реакции и «повреждения» в ответных реакциях организма на воздействие изучаемых токсических и других факторов. Вопрос о переходе защитно-физиологической функции в состояние предболезни или болезни интересует токсикологов и гигиенистов не только в теоретическом плане. Чтобы всесторонне обосновать гигиенический норматив, необходимо знать естественные ресурсы защитной функции при действии факторов среды и тот рубеж, за которым начинается нарушение здоровья. Именно предел возможного напряжения защитной функции и должен стать одним из основных критериев в гигиеническом нормировании. Такого подхода требует сама жизнь. Ведь широкий спектр адаптационных процессов возникает в организме не только при выраженных воздействиях, но и под влиянием факторов малой интенсивности. Особенно тогда, когда они воздействуют на фоне хронических процессов, возникающих в организме, как это бывает, например, при вирусных инфекциях, аллергических состояниях, атеросклеротических изменениях. Поэтому в ряде случаев нами в эксперименте моделировались на фоне изучаемых воздействий сердечно-сосудистые нарушения, поражения печени, гриппозная инфекция. При этом, изучая закономерности воздействий малой интенсивности в эксперименте и в натурных условиях, мы по-разному подходим к гигиенической оценке и нормированию факторов среды, разделив их на две группы. В первую включаем факторы, повседневно воздействующие на организм, к которым в процессе филогенеза уже выработаны надежные механизмы адаптации. Вторая группа — новые промышленные химические вещества, полимерные композиции, пестициды и другие техногенные агенты, с которыми человек сталкивается впервые. К их воздействию надежные приспособительные механизмы в организме еще не развились, а потому и подходы к оценке вредности таких факторов должны быть иными.

Отнюдь не всякое изменение реакции на воздействие экзогенных химических веществ является вредным для организма. Значение имеет только тот порог реагирования, который можно рассматривать как признак неблагоприятного эффекта. Между тем многие исследователи при оценке состояния организма такого дифференцированного подхода не придерживаются. Более того. При выборе математических критериев оценки, например, уровня значимости, показателей в токсикологическом эксперименте часто не учитывают не только названные особенности, но и такие принципиально важные моменты, как конечная цель эксперимента, сфера распространения данного фактора среды и т. п. Отчасти это определено существующими подходами к математической оценке результата эксперимента. Как отмечает В.В. Налимов, «критические уровни значимости, например 5 процентов или 1 процент, определяют лишь систему договоренности в правилах игры». Между тем установившееся в практике экспериментальных токсикологических исследований общее согласие с уровнем значимости пять процентов в качестве критического вряд ли можно признать оправданным для всех случаев.

К выбору критерия значимости сдвигов следует подходить дифференцированно, с учетом ряда факторов — степени жесткости или пластичности показателей, их специфичности по отношению к данному воздействию, цели исследования, важности задачи, которая решается в каждом конкретном эксперименте. Так, при экспериментальном изучении токсичности тяжелых металлов или металлоорганических соединений изменения активности таких специфических показателей, как тиоловые ферменты, целесообразно учитывать на более низком уровне доверительной вероятности, чем, скажем, изменения содержания гликогена в печени или суммационно-порогового показателя. Другой пример. Допустим, экспериментатору нужно выяснить, существует ли потенциальная опасность воздействия новых промышленных веществ, подозрительных на карцерогенность или мутагенность. В этом случае особое внимание следует обратить на изменения при уровне значимости более высоком, чем общепринятый. Приемлем, например, показатель 0,01. Иными словами, доверительная вероятность будет не 95 процентов, а 99. Если же необходимо выбрать критические уровни значимости сдвигов в зависимости от сферы распространения химического фактора, обязательно учитывается, на какой контингент лиц он может воздействовать: взрослые рабочие, работающие подростки, разнородные группы населения и т. д. Следовательно, чем опаснее эффект или чем ответственнее сфера применения исследуемого агента и выше степень контакта с ним различных контингентов, тем менее значимые сдвиги следует принимать в качестве критических.

Безусловно, давая оценку результатам каждого токсикологического эксперимента, важно учитывать весь комплекс показателей, подлежащих анализу. Это диктует повышенные требования к творческой инициативе, научному кругозору и профессиональному уровню исследователя. Только специалист высокой квалификации может справиться с анализом данных, характеризующих взаимосвязь изучаемых сдвигов с другими показателями, так называемые физиолого-биохимико-морфологические параллели. При этом чрезвычайно важно выявить специфичность и направленность изменения во времени, оценить наличие или отсутствие прогрессирования сдвигов при продолжающемся воздействии, химических веществ, особенно воздействии последних как факторов малой интенсивности. Здесь уместно еще раз подчеркнуть первостепенную значимость положения, выдвинутого еще Н.В. Лазаревым, но не утратившего актуальности до сих пор, смысл которого в необходимости «…выяснения соотношения между элементами «полома» и приспособительной реакции при длительном воздействии на организм «вкладывающихся» раздражителей весьма малой интенсивности. Подобная задача является, в сущности, универсальной сегодня для экспериментаторов и клиницистов всех разделов токсикологии. А они в современных условиях составляют в целом по своему удельному весу весомую и приоритетную отрасль медико-биологических знаний (рис.). В настоящей статье мы затронули лишь часть вопросов, принципиально важных для решения задач токсикологии. Необходимость их дальнейшего, все более углубленного изучения, систематизация накапливаемых данных, совершенствование методов исследования продиктованы универсальностью проблемы. Ею занимаются сегодня в Украине специалисты различных отраслей профилактической медицины, среди которых ведущими являются токсикологи-экспериментаторы, именно от них зависит определение той запретной черты, за которой возможны нарушения здоровья. Это даст практикам четкие ориентиры в работе по оздоровлению окружающей среды, защите человека от воздействия химических факторов, обусловленных интенсивным развитием народного хозяйства.