Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 20
1.1. Традиционные принципы гигиенического нормирования и их методология 20
1.2. Нетрадиционные принципы гигиенического нормирования и их методология 53-67
1.3. Принципы экспериментального моделирования для определения оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах :- 67-69
1.4. Резюме 69-70
ГЛАВА II. Материалы, объемы и методы исследования 71-90
ГЛАВА III. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий — методологическая основа для физиолого-гигиенической оценки среды обитания и здоровья населения 91-108
ГЛАВА IV. Эколого-физиологический анализ региональных показателей здоровья населения Чувашской Республики 108
IV. 1. Сравнительная характеристика демографиче ских процессов в Чувашской Республике 109-126
ГЛАВА V. Эколого-физиологические особенности иммунологических показателей практически здоровых жителей различных экологобиогеохимических зон проживания 127-135
ГЛАВА VI. Эколого-физиологические особенности уровней содержания липидов и функции сердечнососудистой системы, индекса атерогенности у практически здоровых жителей различных эколого-биогеохимических зон проживания и модельных животных 135-172
ГЛАВА VII. Эколого-физиологические особенности минерального обмена у практически здоровых жителей различных эколого-биогеохимических зон проживания 173-180
ГЛАВА VIII. Эколого-физиологические особенности аутомикрофлоры кишечника у практически здоровых жителей и экспериментальных животных из различных эколого-биогеохимических зон— 180-199
ГЛАВА IX. Эколого-физиологическое обоснование обеспеченности организма практически здоровых жителей микроэлементами 199-217
ГЛАВА X. Эколого-физиологическое обоснование нормативов оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах населения Чувашской Республики.Обсуждение результатов 217-248
Выводы 249-252
Практические рекомендации 253-254
Список литературы
- Принципы экспериментального моделирования для определения оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах
- Сравнительная характеристика демографиче ских процессов в Чувашской Республике
- Эколого-физиологические особенности уровней содержания липидов и функции сердечнососудистой системы, индекса атерогенности у практически здоровых жителей различных эколого-биогеохимических зон проживания и модельных животных
- Эколого-физиологическое обоснование обеспеченности организма практически здоровых жителей микроэлементами
Введение к работе
Актуальность проблемы
Существенным достижением отечественной физиологической и эколого-физиологической науки в последние годы следует считать, вынесенные на государственный уровень, важнейшие проблемы безопасности питьевого водоснабжения и концепции оптимального питания населения страны. Актуализируя пути реализации в Российской Федерации решения ООН о провозглашении десятилетия 2005-2015 гг. Международной декадой «Вода для жизни», Г.Г. Онищенко (2005) особо обратил внимание на введение нового критерия для гигиенического нормирования микроэлементов в питьевой воде, «физиологической полноценности» питьевых вод, т.е. необходимость ориентации не только на максимально допустимые концентрации солевого компонента, но и на минимально необходимые уровни содержания наиболее важных из них, для которых водный путь поступления в организм является предпочтительным и даже преимущественным и по существу служит важным фактором саногенеза».
Отечественные и зарубежные ученые Н. А. Агаджанян (2003), Ю.П. Пивоваров (2000), А. В. Скальный (2000), С. В. Нотова (2010), И. В. Радыш (2009), А. И. Воложин (1987), Ю. П. Гичев (2002), М. Anke (2004), F.H.Nielsen (1988) E.I. Underwood (1977), E. Sabbion (2001) и др. акцентировали внимание на необходимости эколого-физиологических подходов в нормировании макро- и микроэлементов в среде обитания, определении экологического портрета человека в различных эколого-биогеохимических регионах проживания.
В Постановлении Правительства Российской Федерации «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом йода и других микронутри-ентов» также ставится задача оптимизации макро-и микроэлементного состава суточных пищевых рационов за счет восполнения дефицита витаминов, минеральных веществ Са, Na, К, пищевых волокон и микроэлементов J, F, Se, Zn, Fe. Предлагается ее решить «восполнением дефицита микроэлементов за счет подземных вод, если их солевой состав соответствует представлениям об оптимальном содержании в ней макро- и микроэлементов». Однако следует признать, что эколого-физиологические критерии оптимальности микроэлементного состава питьевых вод и рационов питания до настоящего времени не обоснованы, что в значительной степени затрудняет исполнение Федерального Закона Российской Федерации № 29-ФЗ от 02. 01. 2000 г «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (2000). Это определяет высокую актуальность проблемы.
В свете вышеизложенного целью настоящей работы явилось эколого-физиологическое обоснование оптимальных уровней содержания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормирования.
Задачи исследования
1. Провести эколого-физиологическое и биогеохимическое зонирование территории Чувашской Республики для определения и оценки значений опти-
мольных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных рационах питания.
2. Дать характеристику эколого-биогеохимических зон по уровням содержания и соотношения микроэлементов в пищевой биогеохимической цепи и анализа достоверных статистических связей с заболеваемостью и смертностью населения.
З.В условиях экспериментального моделирования на лабораторных животных изучить влияние на обменные процессы различного микроэлементного состава водно-кормовых рационов из двух контрастных эколого-биогеохимических зон Чувашии.
4.В экспериментальных условиях изучить влияние различных соотношений макро- и микроэлементов на репродуктивную функцию.
5.На основе анализа демографических показателей различных эколого-биогеохимических зон Чувашии в естественных условиях изучить влияние эколого-биогеохимических особенностей территории проживания на формирование репродуктивной функции женщин.
6.Провести сравнительные физиологические исследования липидного, минерального обменов, функции сердечно-сосудистой системы, иммунного и микробного статусов у обследованных жителей различных эколого-биогеохимических зон.
7.На основе анализа результатов комплексного эколого-физиологического исследования и оценки состояния здоровья населения научно обосновать критерии и нормативы оптимальных уровней и соотношений микроэлементов и дать рекомендации по региональным нормативам их содержания в воде и пищевых рационах.
Научная новизна работы
В настоящем исследовании:
- с целью эколого-физиологического обоснования оптимальных уровней со
держания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных
пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормиро
вания проведено эколого-биогеохимическое зонирование территории Чуваш
ской Республики, что позволило уточнить границы зоны оптимума.
- выявлена зависимость формирования липидного обмена, иммунного и
микробного статусов у практически здоровых жителей из различных эколого-
биогеохимических зон проживания от концентрации микроэлементов в водно-
пищевых рационах;
- показано влияние дисбаланса макро- и микроэлементов на обмен липидов у
практически здоровых жителей, установлена связь с неравномерной распро
страненностью заболеваний сердечно-сосудистой системы, определена этиоло
гическая значимость различных соотношений макро- и микроэлементов в пить
евых водах и кормах в развитии дислипидопротеинемии у экспериментальных
животных в условиях моделирования двух контрастных эколого-
биогеохимических зон;
- по результатам сравнительной эколого-физиологической оценки микро
элементного гомеостаза у обследованных жителей из различных эколого-
биогеохимических зон выявлены особенности, формируемые неодинаковым
макро- и микроэлементным составом водно-пищевых рационов. Эти результа
ты подтверждены в исследованиях при экспериментальном моделировании на
лабораторных животных;
разработано принципиально новое представление о причинно-следственных связях хронических неинфекционных заболеваний с эколого-биогеохимическими и социальными факторами среды обитания, что позволило выявить причинно-следственную связь атеросклероза и его последствий и установить главный «пусковой» фактор, названный нами «геохимический дисби-оз». Он проявляется выраженным дисбиозом аутомикрофлоры кишечника в ответ на аномально нерегулируемые соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и рационах питания. Аналогичные результаты получены в эксперименте на лабораторных животных.
- по результатам сравнительных, комплексных эколого-физиологических
исследований адаптивных реакций организма на дисбаланс макро- и микроэле
ментов разработаны, научно обоснованы и установлены критерии и методоло
гические принципы физиолого-гигиенической оценки среды обитания и здоро
вья населения, а также оптимальные уровни и соотношения макро- и микро
элементов в питьевой воде и пищевых рационах.
Практическая значимость работы
Полученные данные имеют не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку позволяют объективно оценить значение уровней и соотношений микроэлементов в водно-пищевых рационах населения, из различных эколого-биогеохимических зон и разработать целенаправленные мероприятия по коррекции элементных статусов. В работе впервые предложены физиологически оптимальные концентрации и соотношения макро- и микроэлементов, которые установлены на основе эколого-физиологических исследований адаптивных реакций организма в различных эколого-биогеохимических зонах Чувашии. Адекватные критерии и методологические принципы физиолого-гигиенической оценки среды обитания и здоровья населения научно обоснованы и апробированы.
Результаты исследований позволяют рекомендовать установленные концентрации и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах экологически благоприятной зоны оптимума в качестве региональных норм для использования их, как в практическом здравоохранении для проведения профилактических и лечебных мероприятий, так и в пищевой промышленности для создания продуктов функционального питания.
Впервые в данной работе выявлена пусковая роль аномально-нерегулируемых соотношений микроэлементов экологически неблагоприятных районов в развитии «геохимического стафилококкового дисбиоза» и как следствие - развитие предпатологических и патологических реакций у практически здоровых жителей. Установленные эколого-физиологические критерии оценки
микроэлементной обеспеченности организма человека могут быть использованы для обоснования причинно-следственных связей заболеваний человека с эколого-биогеохимическими факторами, объективной оценки масштабов распространенности различных хронических неинфекционных заболеваний среди населения не только Чувашской Республики, но и других территорий Российской Федерации.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования результатов работы для принятия адекватных менеджерских решений органами здравоохранения и государственной власти, как в масштабе республики, так и на уровне отдельных эколого-биогеохимических регионов в разработке адекватных, научно обоснованных профилактических мероприятий по микроэлементной коррекции водно-пищевых рационов.
На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по мониторингу здоровья населения и среды обитания для служб Роспотребнадзо-ра РФ, разработаны нормативы оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевых водах и пищевых рационах на основании выделения оптимальной зоны физиологических параметров практически здоровых жителей, получен патент на изобретение № 2359338 «Способ моделирования артериальной гипертензии», утверждены рацпредложения (удостоверение № ПО от 28.06.2007г. «Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований»; удостоверение № 1109 от 28.06.07г. «Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследований микроэлементов».
Материалы исследований используются: на медицинском факультете кафедрами нормальной физиологии и профилактической медицины ЧГУ, вошли в спецкурс «Геохимическая экология болезней»; в преподавании на кафедре нормальной физиологии РУДН, на кафедре терапии и семейной медицины ГОУ ДПО «Институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики; в программе восстановительного лечения на базе ГУЗ «Республиканский детский санаторий «Лесная сказка» Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики и МУЗ «ГДБ № 4»; в программах профилактики и формирования здорового образа жизни Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики. Подготовлены и изданы учебное пособие «Проблемы современного питания» (2001) и конспект лекций «Пищевые отравления человека» (2006), монография «Эколого-физиологическое обоснование оптимальности макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах».
Основные положения, выносимые на защиту
1. Различные уровни содержания и соотношения макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах формируют характерные физиологические реакции населения, которые можно рассматривать как адаптационно-компенсаторные, в ответ на эколого-биогеохимические условия среды обитания.
2.Эколого-биогеохимическое зонирование территорий является методологической основой для сравнительной оценки среды обитания и здоровья населе-
ния, которое позволило определить зону эколого-биогеохимического оптимума с преобладанием физиологических реакций в пределах установленных норм у коренного практически здорового населения (экологически благоприятную) и зоны с выявленными изменениями физиологических показателей состояния здоровья в сторону экстремумов физиологических норм (экологически неблагоприятные).
З.При эколого-биогеохимическом зонировании территорий необходимо использовать критерии комплексной оценки оптимальности среды обитания, на основании которых определяется зона оптимальных значений показателей здоровья населения.
4.Эколого-физиологическая оценка показателей иммунного, микробиологического, минерального, липидного обменов у практически здоровых жителей сравниваемых зон позволила выявить участие различных уровней содержания и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах в формировании особенностей адаптивных реакций организма.
5. Физиолого-гигиеническая оценка микроэлементной обеспеченности организма и мониторинг питания практически здорового населения различных эко-лого-биогеохимических зон, позволили определить обнаруженные концентрации и соотношения микроэлементов в сыворотке крови, питьевой воде и суточных пищевых рационах практически здоровых жителей из зоны оптимума как оптимальные и рекомендовать их для гигиенического нормирования в качестве региональных норм.
Апробация работы
Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международных конференциях и симпозиумах: Ninth International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. Athens, Greece. 1997.; «Современные проблемы геохимической экологии болезней» I Международный симпозиум Чебоксары, 2001; X Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2001; VI Международный симпозиум «Биологически активные добавки к пищи и проблемы оптимизации питания», Сочи, 2002; 21 Workshop «The biological essentialiti of macro and trace elements» Germany, Jena, 2002; XXI Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2003; XII Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации» Москва, 2007; II Международная научно-практическая конференция «Биоэлементы» Москва., 2007; XII Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2007.; VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепция болезней цивилизации», Москва, 2007; Международная научно-практическая конференция «Роль здравоохранения в охране общественного здоровья», Москва, 2008; Международная научно-практическая конференция «Роль профилактики и диспансеризации в охране общественного здоровья», Москва, 2009; а также на Всероссийских и региональных конференциях, Российских школах: Региональная научно-практическая конференция «Экология и здоровье детей Чувашской Республи-
ки». Чебоксары, 1997; 1-я Российская школа «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Москва, 1999; 2-я Российская школа «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Горно-Алтайск, 2000; Региональная научно-практическая конференция «Проблемы профилактической педиатрии», Чебоксары, 2002; 4-я Российской биогеохимической школы «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Москва, 2003; Всероссийская научно-практическая конференция: «Инновационная экономика и региональное инновационно-устойчивое развитие. Экологические аспекты регионального инновационо-устойчивого развития», Чебоксары 2006; IV Общероссийская научная конференция «Современные проблемы науки и образования», Москва, 2009;
Официальная апробация работы состоялась 14 февраля 2011 г. на расширенном заседании кафедры профилактической медицины и нормальной физиологии ФГОУВПО «Чувашский государственный университет» медицинский институт имени И.Н.Ульянова» (протокол апробации № 7 от 14.02.2011).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 40 статей, из них 12 - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК России, 1 учебное пособие, 1 Патент на изобретение № 2359338, 2 Удостоверения на рационализаторское предложение (№№ 1119, 1110), 1 монография.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 281 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, обсуждения результатов исследования, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 39 рисунками, 45 таблицами, Указатель литературы содержит 275 отечественных и 58 зарубежных источников.
Принципы экспериментального моделирования для определения оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах
Научные основы гигиенического нормирования химических веществ в объектах окружающей среды, в том числе и микроэлементов, наиболее полно и методологически обоснованы выдающимися отечественными гигиенистами В. А. Рязановым, С. Н. Черкинским, Е. И. Гончаруком, М. Г. Шандала, Г.И. Красовским [61, 121, 192, 275, 277, 278]. Однако предпринятые ими попытки определить физиологические нормы макро- и микроэлементов оказались безуспешными, так как в них отсутствовали критерии физиологической оценки оптимальных уровней, о необходимости определения которых неоднократно высказывали Н. А. Агаджанян, В. Л. Сусликов, Ю. П. Гичев, Н. И. Воложин и др. [6, 8, 9, 10, 12, 13, 21, 23, 46, 49, 54, 71, 106, 232].
Еще в 1949 г. проф. В. А. Рязанов [192] сформулировал основные критерии вредности атмосферных загрязнений и их предельно допустимой концентраций (ПДК) в окружающей среде. Решение данного вопроса основывается на представлении о наличии порогов в действии загрязнений. При научном обосновании ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе используют принцип лимитирующего показателя. Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух, при гигиеническом нормировании в период советского времени устанавливались два норматива: разовая и среднесуточная ПДК.
В современных условиях атмосферный воздух населенных мест одновременно загрязняется многими веществами [6, 7, 21, 54, 101, 139, 244, 301, 303, 337, 344, 345]. В связи с этим возникает необходимость изучения комбинированного действия атмосферных загрязнений. Если смесь вызывает эффект, равный пороговому, при изолированном действии, и при этом ее концентрация, выраженная в долях от индивидуальных порогов, равна единице, то характер комбинированного действия оценивается как проявление аддитивности (суммирования). Обнаружение порогового эффекта при концентрации смеси меньше единицы свидетельствует о потенцировании эффекта при комбинированном действии, а при суммарной концентрации, превышающей единицу - о проявлении антагонизма. При кратковременном воздействии смеси атмосферных загрязнений, как правило, имеет место эффект суммации.
По мнению М. А. Пинигина [167], вопрос о характере комбинированного действия атмосферных загрязнений при их длительном поступлении в организм в малых концентрациях, т.е. на уровне микро- и ультраэлементов еще не решен. Анализ работ по изучению комбинированного действия ряда атмосферных загрязнений показал, что едва ли можно считать обоснованным мнение об установлении эффекта суммации при ингаляции изучаемых смесей.
В 1949 г. С. Н. Черкинским была сформулирована методология гигиенического нормирования вредных веществ в воде водоемов, основанная на зависимости состояния водоема от изменяющейся интенсивности вредного фактора. Обнаружить эту закономерную связь качества воды водоема с интенсивностью действующего фактора можно только в экспериментальных условиях [275].
Разработанная С. Н. Черкинским методологическая схема гигиенического исследования влияния поступающих в водоемы промышленных стоков, и содержащихся в них химических веществ, в том числе и микроэлементов, стала общепризнанной при исследованиях по гигиеническому нормированию. Нормируемые вещества оцениваются по трем основным показателям вредности:
1) влиянию на общий санитарный режим водоемов; 2) влиянию на органолептические свойства воды; 3) влиянию на здоровье населения. Схема С. Н: Чер- кинского состоит из четырех частей. В первой части рекомендуется выяснить значение для санитарной практики исследуемых сточных вод и содержащихся в них специфических загрязнений. Большое значение имеет физическая и химическая характеристики ингредиентов (и их соединений): растворимость в воде, способность к диссоциации на ионы, изменение валентности и др. Схемой предусматривается выявление значения тех физических, химических и биологических факторов естественных водоемов, которые встречаются в природе и которые способны определить степень стабильности химических загрязнений.
Во второй части схемы рекомендуется выявление влияния вредных веществ на санитарный режим водоемов, т.е. на процессы их естественного самоочищения. Изучение влияния вредных веществ на процессы самоочищения предлагается проводить по двум направлениям: 1) учет изменения интенсивности биохимического потребления кислорода под влиянием различных концентраций вредных веществ; 2) учет продуктов нитрификации при тех же условиях. Изучение влияния вредных химических веществ и микроэлементов в воде на бактерии как на основные агенты процесса самоочищения ведется путем наблюдения за динамикой развития общей бактериальной флоры. Конечная цель этих исследований - установление таких концентраций в воде, при которых не нарушаются основные процессы самоочищения и сохраняется санитарный режим водоема. С гигиенической точки зрения, как считал С. Н. Черкинский, наиболее существенен процесс, связанный с разрушением органического загрязнения, т.е. минерализацией. В первой фазе распада органического вещества завершается окисление углерода и водорода, в процессе распада белков выделяется аммиак или-образуются аммонийные соли. В большинстве случаев азот окисляется нитрифицирующими бактериями и усваивается фитопланктоном и высшей водной растительностью. Поэтому при постановке опытов и обобщении данных исследования наибольшее значение придается первой фазе минерализации, ход которой хорошо контролируется показателем БПК — биохимического потребления кислорода. Поддержание «нормальной» жизни в водоеме, по представлениям С. Н. Черкинского, должны оцениваться возможностью развития в водоеме разнообразных низших и высших водных организмов, без учета водных микроорганизмов. Критериев «нормальной» жизни в водоеме С.Н. Черкинский, к сожалению, не предлагал.
Сравнительная характеристика демографиче ских процессов в Чувашской Республике
Для решения поставленных задач, наряду с базовыми экологофизиологическими и гигиеническими исследованиями использовались 5 основных методологических подходов: 1) скрининг; 2) мониторинг; 3) анкетирование; 4) экспериментальное моделирование; 5) математическое моделирование.
Методологической базой и основой исследований служили материалы эколого-биогеохимического зонирования ограниченной территории, которые позволили уточнить ранее определенные В.Л. Сусликовым (2001) границы зоны эколого-биогеохимического оптимума для дальнейших, последовательных этапов сравнительных физиологических и экспериментальных исследований [239]. Эколого-биогеохимическое зонирование Чувашской Республики проводилось по заданию Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, при поддержке РГНФ (грант № 00-06-00153а) и единых наряд заказов министерства образования РФ (темы № Б-7, В-2).
Изучение демографических показателей проводилось с использованием ежегодных статистических отчетных форм Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики (М3 и СР ЧР). Для изучения заболеваемости ССС, распространенности смертности с оценкой структуры сердечно-сосудистых заболеваний (ОИМ, ГБ, ИБС) использованы формы годового отчета (Ф. 30, Ф. 14), карты диспансерного наблюдения (030/у), журналы диспансерного наблюдения, ежегодные республиканские отчеты о состоянии здоровья населения ЧР распространенности и смертности от ИБС и ОИМ за период 1996-2008 гг. и заболеваемости АГ за период 2003-2006 гг. [64, 65, 66, 67]. Изучение показателей рождаемости и смертности проводили по ежегодным отчетным документам М3 и СР Чувашской Республики за период с 1965 по 2007 гг. и по Российской Федерации за период 1960-2008 гг.
Сбор данных, анализ и оценку заболеваемости населения с учетом комплексного действия факторов осуществляли в соответствии с методическими рекомендациями, утвержденными комитетом Госсанэпиднадзора № 01-19/12-17 от 26.02.1996 г. и Постановлением М3 РФ «Об использовании методической оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения РФ» №25 от 10.11.97 [151].
Полученный цифровой материал по заболеваемости, смертности, рождаемости был стандартизован по возрасту. За стандарт были взяты данные переписи 1989, 2002 г.г. по ЧР и европейский возрастной стандарт. Для увеличения наполняемости групп брали 20 - летние интервалы.
При сравнительных эколого-физиологических исследованиях соблюдался главный принцип выборочной совокупности «копия-пара» и идентичность сравниваемых групп по количеству детей, возрасту, образованию, семейному бюджету, профессиональной принадлежности, национальности, индексу Кет- ле, отношению к здоровью, алкоголю, курению, медицинскому обслуживанию. Общая характеристика и объем выполненных работ при проведении натурных и экспериментальных исследований представлен в таблице 1.
В полном соответствии с методическими рекомендациями по определению реальной нагрузки (PH) антропогенных факторов на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами: МУК 4.1.1896-4.1.1900-04 и МУК 4.1.763-4.1.779-99 [164, 165], нами рассчитана величина PH в баллах, которая определялась по сумме кратностей отношений между фактической концентрацией (С) вещества в воздухе, воде и пищи к предельно-допустимым концентрациям (ПДК) веществ, утвержденных нормативными документами: СанПиН № 3086-84; СанПиН № 2.1.4.559-96; СанПиН № 2.1.4.559-96; СанПиН № 2.1.4.1071-01; СанПиН № 2.1.6.1032-01 и др. по формуле:
РН = Х С(В03духа)/ПДК + X С(ВОды)/ПДК+ X С(пищи) /ПДК; (баллы) Определена величина реальной нагрузки (PH) каждого административнотерриториального района Чувашии с использованием ежегодных отчетов и протоколов исследований центров Санэпиднадзора, лабораторий министерства охраны окружающей среды, М3 и СР ЧР. За 1995-2005 гг. проанализировано 12 231 протоколов. Уровень загрязнения атмосферного воздуха передвижными источниками оценивался по расчету валового объема выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) от автотранспорта по 6-ти основным компонентам (оксид углерода (СО), углеводороды (СН), оксид азота (N0) в пересчете на Ж)2, твердые частицы (С), диоксид серы (802), полиароматические углеводороды) с использованием методики, разработанной и утвержденной Министерством транспорта РФ и рекомендованный для определения степени загрязнения окружающей среды Министерством природных ресурсов РФ [191]. Данными для использования методики являлись достоверные сведения об интенсивности транспортных потоков на магистралях города и их состав, полученные лично автором в составе научной группы по мониторингу Чувашской Республики.
Нами разработан и использован метод сравнительного изучения фактического питания и водоснабжения населения, постоянно проживающего в районах, отличающихся показателями заболеваемости из выборочной совокупности «копия-пара», как наиболее статистически достоверный. За основу был взят опросно-весовой метод А. А. Покровского [172] в нашей модификации [235], который включал обязательное расквартирование в изучаемые семьи исследователей. Это позволило нивелировать ошибки при заполнении карт. Изучение водно-пищевых рационов проводилось 2 раза в год: июне-июле и ноябредекабре. Сбор готовых блюд производился в трехлитровые банки по принципу «двойника», который исключает расхождение в содержании микроэлементов и витаминов между сырыми и термически обработанными продуктами.
Сбор суточной мочи, кала, волос, крови для исследования микроэлементов проводили одновременно. Кровь брали из локтевой вены утром, натощак в количестве 15-20 мл с письменного согласия обследуемого, центрифугировали и после отделения сыворотки в замороженном виде и специальных полихлорвинил овых пробирках, доставляли в лабораторию. Волосы отстригали с затылочной и височных областей головы. Сбор суточной мочи осуществляли в день забора водно-пищевого рациона. Мочу консервировали добавлением концентрированной соляной кислоты до конечной концентрации 1% по объему. Из кала после взвешивания брали навески в кварцевые тигли.
Эколого-физиологические особенности уровней содержания липидов и функции сердечнососудистой системы, индекса атерогенности у практически здоровых жителей различных эколого-биогеохимических зон проживания и модельных животных
Особенности демографической ситуации в Чувашской Республике за период с 1925 по 1959 г.г. подробно отражены в работе К. К. Сидорова [199], в которой подчеркивается, что первой демографической особенностью является стабильный национальный состав, уровень рождаемости определяется преобладанием чувашского населения (70,2%), для которого исторически характерны высокая рождаемость и многодетность семей. Второй демографической особенностью является то, что в сельской местности рождаемость выше, чем в городской. Третьей - факт снижения рождаемости в период с 1939 по 1965 г.г. на 38,3%. Четвертой — снижение общей плодовитости (фертильности) женщин, которая в 1938-1939 г.г. составила 171,4%о. В связи с уменьшением рождаемости снижается и общая плодовитость, которая в 1958 - 1959 г.г. составила 107,6%о. Причем, снижение общей плодовитости в сельской местности составило 34,3%, в городах - 32,5%. К. К. Сидоров объяснял снижение плодовитости увеличением занятости женщин в производстве, сознательном регулированием количества детей в семье, ростом, культурного уровня женщин, увеличением применения контрацептивов. Пятой демографической особенностью, по мнению К. К. Сидорова, является процесс урбанизации, который существенно снижает рождаемость. Шестой — существенные различия показателей рождаемости в административных районах и городах Чувашской Республики. Так, в центральных и восточных районах и городах республики показатель рождаемости составил в среднем 39,5%о в 1959 - 1960 г.г. В это же время самая низкая рождаемость регистрировалась в юго-западной части, составившая в среднем 25,5%о, а в Алатырском и Порецком районах рождаемость не превышала 20,0%о. Не пытаясь объяснить причины неравномерности показателей рождаемости в районах и городах Чувашии, К. К. Сидоров совместно с Ю. Г. Максимовым и М. С. Алексеевой [135, 199] обратили внимание на то обстоятельство, что рождаемость была неодинаковой в различных регионах СССР: самая низкая в Прибалтике, высокая — в центральных областях, особо высокая в Поволжье, Урале и Сибири. Здесь же авторы обратили внимание на то, что в 1878 году в Алатыр- ском уезде показатели рождаемости были самые низкие, в тот период впервые был зарегистрирован отрицательный показатель прироста населения.
Демографические процессы в Чувашской Республике под разным углом зрения рассматривали А. А. Баранов, В. Ю. Альбицкий, А. X. Яруллин и Ю. Г. Максимов [24]. Авторы впервые ввели новые репродуктивные демографические показатели, такие как коэффициент естественного прироста, суммарный показатель плодовитости, брутто-коэффициент (среднее число девочек у женщин), нетто-коэффициент (среднее число девочек у женщин с учетом вероятности ее смерти). Авторы отдают предпочтение показателю «детность семьи» в качестве результирующего фактора, его удобности, легкости расчета. Под репродуктивно-демографическими процессами авторы понимают те из них, которые с одной стороны, тесно связаны с репродуктивной функцией женщины, а с другой - оказывают влияние на результаты воспроизводства населения.
Таким образом, анализируя материалы авторов, исследовавших в разные годы репродуктивно-демографические процессы в пределах современной Чувашской Республики, следует обратить внимание на первые попытки показать территориальную неравномерность этих процессов без глубокого анализа причин объективного существования факта их территориальной неравномерности.
Особого внимания заслуживает монография В. В. Шкарина, Б. Т. Велич- ковского, М. А. Поздняковой [283], в которой впервые делается попытка установления главной «пусковой» причины демографического кризиса. Авторы считают, что ключевую роль играет социальный стресс, который имеет свою специфическую причину развития. Рассматривая далее специфическую причину возникновения социального стресса, авторы делают главный акцент на утрате населением эффективной трудовой мотивации, в основе которой задействованы четыре патогенетических механизма: 1) истощение общего адаптационного синдрома; 2) срыв динамического стереотипа высшей нервной деятельности; 3) формирование феномена запрограммированной смерти организма - феноптоза; 4) усиление свободнорадикального окисления, обусловленного повышенной гетерозиготностью генофонда российской популяции.
Высоко оценивая глубоко научный подход с математическим обоснованием главной «пусковой» причины демографического кризиса в России, представленный авторами, хотелось бы обратить внимание на факт существования явления территориальной неравномерности демографических процессов.
Так, показатели рождаемости в РФ по федеральным округам (ФО) колеблются в широких пределах от 9,0 — в Центральном ФО до 11,9 — в Дальневосточном ФО, а показатели смертности - от 13,1 в Южном ФО до 17,8 в СевероЗападном ФО. Хотя Приволжский федеральный округ по этим показателям значится в числе средних, при рассмотрении пределов колебаний по регионам, входящим в него, становится очевидным отсутствие причинной связи демографических процессов с социальным стрессом.
Эколого-физиологическое обоснование обеспеченности организма практически здоровых жителей микроэлементами
На рис. 23 видно, что через 4 часа после нагрузки концентрация кальция в моче у подростков из зоны ЭБ-бедствия продолжала увеличиваться и достигла 40% от фоновых значений, в то время как у подростков из зоны оптимума концентрация кальция в моче нормализовалась. Аналогичные показатели были получены и через 6 часов после нагрузки.
Таким образом, в результате проведенной функционально-нагрузочной пробы, выявлена неадекватная реакция репрезентативных групп подростков из сравниваемых ЭБ-зон на введение кальция. Динамика выведения фосфора с мочой из сравниваемых зон также значительно отличалась и характеризовалась стойким и длительным снижением концентрации у подростков из зоны ЭБ-бедствия, в то время как у подростков из зоны ЭБ-оптимума уже через 4 часа после нагрузки содержание фосфора в моче нормализовалось, что является физиологически нормальным.
Таким образом, так называемые физиологические «ножницы» мы видим только у подростков из зоны ЭБ-оптимума. А особенности выведения кальция и фосфора с мочой на фоне функциональной нагрузочной пробы в организме практически здоровых подростков из зоны ЭБ-бедствия следует предположительно расценивать как патологические, свидетельствующие о работе почек на верхнем пределе физиологического резерва у большинства обследованных.
Приведенные результаты неодинаковой реакции обследуемых из сравниваемых зон в ответ на функционально-нагрузочную пробу свидетельствует о влиянии факторов среды обитания на организм. По нашим данным, определяющим фактором является различие в уровнях содержания и соотношения макро- и микроэлементов в воде и пищевых продуктах у жителей зон оптимума и бедствия, которые оказывают влияние на функциональную активность почек. Учитывая, что микроэлементы почечного интерстиция и канальциевого эпителия — первый и самый быстро реагирующий гомеостатический механизм почек, наши предположения являются верными [240].
В нашем исследовании, по видимому, под воздействием высоких и несбалансированных концентраций макро- и микроэлементов в составе воднопищевых рационов зоны бедствия изменяется функциональная активность Иа/К-АТФ-азы, которая регулирует активный транспорт ионов в просвете почечных канальцев [257].
Отмеченные нами существенные различия в уровнях содержания макро-и микроэлементов в сыворотке крови у ПЗЖ сравниваемых экологобиогеохимических зон убедительно свидетельствуют об участии среды обитания в формировании специфического макро- и микроэлементного гомеостаза. Если этот гомеостаз у практически здоровых жителей из зоны ЭБ-оптимума можно оценить как физиологически нормальный, или оптимальный, то гомеостаз у практически здоровых жителей из зоны ЭБ-бедствия является выражено патологическим, требующим медицинской коррекции на начальных фазах развития патологического процесса.
Таким образом, эколого-физиологические особенности минерального обмена у практически здоровых жителей зоны оптимума следует считать объективным критерием для физиологического обоснования оптимальных уровней и соотношений микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах.
Эколого-физиологические особенности аутомикрофлоры кишечника у практически здоровых жителей и экспериментальных животных из разных эколого-биогеохимических зон. Выработка стратегии экологического подхода к проблемам первичной профилактики заболеваемости, смертности и инвалидизации населения ставит в ряд важнейших задач необходимость изучения закономерностей формирования колонизационной резистентности (КР) организма в различных экологобиогеохимических условиях постоянного проживания [280, 281, 282, 302]. В монографии В. К. Ильина, А. И. Воложина и Г. В.Виха «Колонизационная резистентность организма в измененных условиях обитания» не нашли отражения данные об эколого-биогеохимических зонах постоянного проживания населения [46, 85, 94].
В соответствии с учениями академика А. П. Авцына и его многочисленных учеников, территория бывшего СССР, районированная таксонами биосферы, весьма разнообразна по уровням содержания, соотношения макро-и микроэлементов в биогеохимической пищевой цепи и закономерностями проявления биологических реакций живых организмов [4, 5, 7, 227].
В. В. Ковальским и С. В. Летуновой [103, 104, 106, 107, 129, 130, 131] были систематизированы закономерности адаптации водных и почвенных микроорганизмов в различных биогеохимических субрегионах и провинциях и представлены в трудах биогеохимической лаборатории ГЕОХИ РАН как новое научное направление «Геохимическая экология микроорганизмов».
Развивая идеи приведенных выше авторов, при выполнении работы по эколого-биогеохимическому зонированию территории Чувашской республики, нами определены различия КР микрофлоры кишечника коренных практически здоровых жителей.
