Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние низкочастотных акустических колебаний на органы пищеварительной системы (обзор литературы) 16
1.1 Заболевания органов пищеварения, как следствие воздействия акустических колебаний различных частотных диапазонов. Существующие представления о патогенезе диагностируемых изменений. 16
1.2 Особенности низкочастотных акустических колебаний как неблагоприятного фактора военного труда 27
Глава 2. Материал и методы исследования 33
2.1 Клиническая часть исследования 33
2.1.1 Характеристика исследуемых групп 33
2.1.2 Методы исследования 35
2.1.3 Методика оценки профессионального риска 37
2.2 Экспериментальная часть исследования 38
2.2.1 Характеристика объекта исследования 38
2.2.2 Протокол акустического воздействия 39
2.2.3 Методы исследования крови 42
2.2.4 Методы микробиологического исследования 43
2.2.5 Методы морфологического исследования 44
2.3 Методы статистического анализа 45
Глава 3. Результаты исследования состояния здоровья военнослужащих, подвергшихся воздействию низкочастотных акустических колебаний 47
3.1 Результаты анализа частоты и распространенности заболеваний пищеварительной системы по данным ретроспективного исследования 47
3.2. Оценка профессионального риска развития заболеваний пищеварительной системы 52
3.3. Результаты обследования пищеварительной системы военнослужащих 53
3.3.1 Результаты дополнительных методов статистического анализа 68
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований воздействия низкочастотных акустических колебаний на состояние пищеварительной системы крыс 73
4.1 Биохимический статус крыс 73
4.2 Показатели системы перекисного окисления липидов 77
4.3 Микробиологическое исследование толстой кишки 79
4.4 Морфологическое исследование органов гастродуоденальной зоны 84
4.5 Морфологическое исследование печени 91
4.6 Морфологическое исследование поджелудочной железы 100
4.7 Анализ влияния режима и продолжительности воздействия низкочастотных акустических колебаний на биохимические показатели крови, показатели перекисного окисления липидов и микробиологического состава толстой кишки крыс 101
Глава 5. Особенности состояния системы органов пищеварительной системы военнослужащих, контактирующих с источниками низкочастотных акустических колебаний в профессиональной деятельности (обсуждение результатов клинико-экспериментального исследования) 105
5.1 Изменения в системе органов пищеварения военнослужащих в ответ на воздействие низкочастотных акустических колебаний – как необходимость профилактических мероприятий для сохранения профессионального здоровья 105
5.2 Экспериментальное обоснование механизмов, лежащих в основе неблагоприятного действия низкочастотных акустических колебаний на органы пищеварения 109
Заключение 119
Выводы 120
Практические рекомендации 123
Перспективы дальнейшей разработки темы исследования 124
Список сокращений 126
Список литературы 127
- Особенности низкочастотных акустических колебаний как неблагоприятного фактора военного труда
- Результаты обследования пищеварительной системы военнослужащих
- Морфологическое исследование печени
- Экспериментальное обоснование механизмов, лежащих в основе неблагоприятного действия низкочастотных акустических колебаний на органы пищеварения
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Заболевания органов пищеварения занимают одно из ведущих мест среди соматической патологии у трудоспособного населения, а также среди военнослужащих Вооруженных Сил Российской Федерации (Леонов С.А., 2014; Сиващенко П.П., 2016). Патология органов пищеварительной системы, в некоторых случаях, является единственным проявлением воздействия на организм экстремальных факторов внешней среды (факторов стрессогенной природы), в частности – острые язвы желудка, как одно из проявлений общего адаптационного синдрома (Селье Г. и соавт., 1979). Кроме того, клиническое течение заболеваний пищеварительной системы может модифицироваться под воздействием различных факторов окружающей среды и неблагоприятных факторов военного труда, к числу которых относят акустические колебания различного спектра (Захарченко М.П. и соавт., 2014; Крючкова А.С. и соавт., 2015).
Общеизвестно широкое распространение источников акустических колебаний как в производственной деятельности (Зинкин В.Н. и соавт., 2008), так и в условиях военной службы (Ахметзянов И.М. и соавт., 2012). Наибольшему акустическому воздействию подвергаются военнослужащие сухопутных войск (ракетные войска и артиллерия) (Островский М.И., 2015) и Воздушно-космических сил (Зинкин В.Н., 2012). Отличительной особенностью влияния на них шумового фактора является воздействие акустических колебаний высокой интенсивности при резком увеличении акустической нагрузки в период боевой и учебно-боевой деятельности, в ряде случаев превышающей предельно допустимые уровни. При этом значительная часть спектральной плотности шума, возникающего при эксплуатации объектов вооружения и военной техники, приходится на низкочастотный диапазон (от 20 до 400 Гц) (Ахметзянов И.М., 2002; Зинкин В.Н. и соавт., 2012).
Воздействие шума на организм и возникающие при этом изменения не ограничиваются органом слуха, поскольку он оказывает генерализованное воздействие на человека (Бердышев, О.В, 2014). Если средне- и высокочастотный шум воздействует на организм человека преимущественно через слуховой анализатор, то низкочастотный шум, помимо воздействия на механические сенсорные системы (проприоцептивную, вестибулярную), непосредственно влияет на клетки, ткани и органы. Данные биологические эффекты низкочастотных акустических колебаний (НЧАК) обусловлены их физическими свойствами: большая длина волны позволяет им свободно распространяться в тканях организма, проникать на различную глубину практически без ослабления (Самойлов В.О., 1994; Berglund B., 1996). За последние десятилетия доказано выраженное неблагоприятное влияние НЧАК
на нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, иммунную системы, железы
внутренней секреции, органы зрения и слуха, проявляющееся
астеновегетативным, астенодепрессивным синдромами, и являющихся
фактором риска развития дисциркуляторной энцефалопатии,
нейроциркуляторной астении, гипертонической и ишемической болезни сердца, очаговой и диффузной эмфиземы легких (Газизова И.Р., 2010; Коваленко И.Ю. и соавт., 2010; Зинкин В.Н., 2011; Kempen V. et al., 2002; Babisch W., 2011; Baliatsas C. et al., 2016). Полученные научные данные позволили сформулировать концепцию соматических (экстраауральных) эффектов НЧАК (Измеров Н.Ф., 2011). В тоже время комплексного исследования последствий воздействия НЧАК на пищеварительную систему не проводилось, поэтому изучение влияния НЧАК и раскрытие (уточнение) патогенетических механизмов, лежащих в основе формирования патологии органов пищеварения у военнослужащих, является актуальной и важной задачей для клинической медицины и патологической физиологии.
Степень разработанности темы исследования
Влияние НЧАК на органы пищеварения, в своем большинстве,
исследовалось в доклинических условиях. Реакция пищеварительной системы у
экспериментальных животных в условиях кратковременного воздействия
проявлялась увеличением кислотности и снижением кровотока в слизистой
оболочке желудка (СОЖ) (Morioka I., 1996; Liu C.Q., 1999; Moslehi A. et. al.,
2016). Длительное непрерывное воздействие НЧАК приводило к структурным
изменениям в слизистой оболочке желудка и двенадцатиперстной кишки
(эрозии, язвы), увеличению толщины подслизистого слоя желудка за счет
разрастания фиброзной ткани с изменением сосудистого компонента,
включающего тромботические изменения в сосудах, утолщение стенки сосудов
за счет интимы-медии (Baldwin A.L., 2006; Fonseca J. et. al., 2005, 2012).
Изменения в печени проявлялись уменьшением накопления гликогена в
гепатоцитах, нарушением кровотока в микроциркуляторном русле
(Нехорошев А.С., 1992). По результатам других авторов, изменения печеночной паренхимы характеризовались активацией фибробластов печени, что сопровождалось увеличением производства соединительнотканного матрикса и достоверно увеличивало содержание коллагена в стенках центральных вен (Oliveira M.J. et. al., 2012).
В то же время клинические подтверждения этих исследований
немногочисленны и носят разрозненный характер. При этом преимущественно
проводилась оценка влияния производственного шума либо
эпидемиологические исследования, касающиеся частоты заболеваний органов
пищеварения среди лиц, подвергающихся воздействию НЧАК в
профессиональной деятельности (Jensen A. et. al., 2009; Zhang W. et. al., 2011;
Wu W. et. al., 2013). Нарушения со стороны пищеварительной системы у людей, подвергающихся воздействию НЧАК, представлены, главным образом, увеличением частоты жалоб в виде отсутствия аппетита, тошноты, боли в эпигастральной области и увеличением доли функциональных заболеваний пищеварительной системы (Ising H. et. al., 1990; Zhang W. et. al., 2011, Wu W. et. al., 2013). Однако результаты исследований, основанных на изучении состояния пищеварительной системы с использованием объективных инструментальных методов, в доступной литературе отсутствуют.
Цель: изучить изменения состояния пищеварительной системы и возможные механизмы, лежащие в их основе, у военнослужащих, подвергающихся воздействию низкочастотных акустических колебаний в процессе профессиональной деятельности.
Задачи исследования:
-
Оценить по данным ретроспективного анализа профессиональный риск развития заболеваний пищеварительной системы у военнослужащих, подвергающихся воздействию низкочастотных акустических колебаний.
-
Изучить характер изменений в органах пищеварительной системы и ассоциированных с ними состояний у военнослужащих в зависимости от длительности воздействия низкочастотных акустических колебаний (стажа).
-
Сравнить структурные и функциональные изменения органов пищеварительной системы лабораторных животных в зависимости от режима и длительности воздействия низкочастотных акустических колебаний с параметрами, характерными для профессиональной деятельности военнослужащих.
-
Определить возможные патогенетические механизмы, лежащие в основе развития неблагоприятных эффектов воздействия низкочастотных акустических колебаний на органы пищеварительной системы организма.
Научная новизна
Впервые установлена «средняя» степень причинно-следственной
взаимосвязи болезней органов пищеварения у военнослужащих с
длительностью их контактирования в процессе профессиональной деятельности с источниками НЧАК и доказано, что диагностируемые заболевания пищеварительной системы в данных условиях следует рассматривать как «профессионально обусловленные».
Показано, что при продолжительности профессионального контакта с источниками низкочастотного шума 10 лет и более у военнослужащих следует ожидать развития дистрофических изменений в печени по типу жирового гепатоза, очаговых атрофических изменений в СОЖ, нарушения липидного обмена.
При клиническом обследовании и в экспериментальных исследованиях получены новые данные о развитии субклинических изменений в структурном и функциональном состоянии печени человека и лабораторных животных, связанных с воздействием НЧАК, что позволило определить акустические колебания низкочастотного диапазона как этиопатогенетический фактор формирования жирового гепатоза и увеличения эластометрических показателей печени у обследованных военнослужащих, контактирующих с источниками низкочастотного шума.
Впервые изучены особенности ответной реакции пищеварительной системы лабораторных животных при воздействии на них различных режимов озвучания, связанных с распределением во времени акустической нагрузки, что максимально приблизило условия эксперимента к условиям профессиональной деятельности человека, сопряженной с работой с источниками НЧАК. Показано, что при одинаковом времени воздействия НЧАК на крыс, апериодический (неежедневный) режим, характерный для условий военного труда, оказывает более неблагоприятное влияние на пищеварительную систему животных, чем периодический (ежедневный) режим, свойственный режиму работы в гражданском производстве.
Теоретическая и практическая значимость исследования
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что в условиях клиники и эксперимента выявлены патофизиологические аспекты воздействия НЧАК на пищеварительную систему организма. Раскрыта взаимосвязь между условиями трудовой деятельности, связанной с повышенной акустической нагрузкой, и развитием неспецифической патологии ЖКТ военнослужащих.
Выработаны критерии по возрасту (возрастная группа старше 40 лет) и
стажу профессиональной деятельности в условиях воздействия НЧАК
(продолжительность контакта с источниками низкочастотного шума 10 и более
лет), которые обосновывают необходимость использования дополнительных
методов исследования пищеварительной системы, таких как:
фиброгастродуоденоскопия, ультразвуковое исследование печени,
липидограмма с целью первичной профилактики заболеваний пищеварительной
системы и ассоциированных субклинических изменений со стороны липидного
обмена, увеличивающих риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний
у лиц, профессионально связанных с эксплуатацией источников
низкочастотных акустических колебаний.
Методология и методы исследования
В проведенном исследовании реализован принцип последовательного применения метода научного познания: от анализа информационных источников с целью обоснования актуальности и уточнения задач исследования,
через сравнительно-сопоставительный синтез результатов клинического
обследования и данных ретроспективного анализа условий трудовой
деятельности и жизни к обоснованию выбора условий экспериментального
моделирования с целью объективизации взаимосвязи выявляемых изменений в
состоянии органов пищеварительной системы и механизмов, лежащих в их
основе. Объект исследования: военнослужащие, которые в процессе своей
профессиональной деятельности контактируют с источниками НЧАК, и
лабораторные животные (крысы), подвергшиеся экспериментальному
воздействию НЧАК различных режимов и продолжительности. Предмет исследования: функциональные и структурные изменения органов пищеварения и ассоциированные с ними изменения функционального состояния других органов и систем в ответ на воздействие НЧАК, а также механизмы, лежащие в основе выявляемых изменений.
Проведение диссертационного исследования одобрено локальным комитетом по вопросам этики Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (ВМедА им. С.М. Кирова) (протокол № 156 от 23 декабря 2014 года).
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Заболевания пищеварительной системы у военнослужащих, контактирующих в процессе профессиональной деятельности с источниками низкочастотных акустических колебаний, относятся к категории «профессионально обусловленных», имеют «среднюю» степень причинно-следственной взаимосвязи с условиями их труда и представлены преимущественно группой кислотозависимых заболеваний: гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью, хроническим гастродуоденитом, язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.
-
Изменения в органах пищеварительной системы, характеризующиеся очаговой атрофией и высокой обсеменённостью слизистой оболочки желудка инфекцией H. pylori, жировым гепатозом и начальной стадией фиброза ткани печени, ассоциированные с развитием дислипидемии, соответствующей IIa фенотипу по Фредриксону, развиваются у военнослужащих старше 40 лет и при стаже работы в условиях воздействия низкочастотных акустических колебаний 10 и более лет.
-
У лабораторных животных (крыс), подвергающихся длительному (до 6 недель) воздействию низкочастотных акустических колебаний (с уровнем звукового давления до 110 дБ), развиваются изменения биохимических показателей крови (аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, амилазы, и кортизола) и продуктов перекисного окисления липидов, структурные и функциональные нарушения печени, дисбиотические изменения в толстой кишке. При этом у животных,
подвергнутых апериодическому (неежедневному) воздействию низкочастотных акустических колебаний, характерному для условий профессиональной деятельности военнослужащих, выявленные изменения более выражены, чем у животных, подвергнутых периодическому (ежедневному) воздействию, свойственному для условий гражданского производства.
4. Изменения со стороны пищеварительной системы организма под
влиянием низкочастотных акустических колебаний носят неспецифический
характер и обусловлены, прежде всего, прямым повреждающим действием
фактора на клеточные структуры, следствием чего является усиление в них
процессов свободнорадикального окисления с нарушением активности
мембраносвязанных ферментов и формированием дегенеративно-
дистрофических изменений в клетках различных органов.
Степень достоверности и апробация результатов исследования
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечиваются
достаточным и репрезентативным количеством обследованных пациентов с
использованием современного диагностического оборудования, адекватными
методами статистической обработки полученных данных. Проведенные
экспериментальные исследования позволили объективизировать связь
изменений в органах пищеварения в ответ на воздействие НЧАК, что явилось основой для исключения влияния на диагностируемые изменения в органах пищеварения военнослужащих других факторов военного труда и образа жизни, а также наследственной предрасположенности.
В процессе выполнения работы оформлено и принято к использованию
два рационализаторских предложения. Результаты и материалы, полученные в
ходе проведения исследования, внедрены и используются в научной,
преподавательской и лечебно-диагностической работе кафедры и
клиники госпитальной терапии ВМедА им. С.М. Кирова и в научной деятельности Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины Министерства обороны Российской Федерации (ГНИИИ ВМ МО РФ).
Основные материалы диссертационного исследования представлены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 175-летию кафедры госпитальной терапии и 1 кафедры (терапии усовершенствования врачей) ВМедА им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург, 2016); Международной конференции «Многопрофильная клиника XXI века: передовые медицинские технологии» (Санкт-Петербург, 2016 г.); на XXIII Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Актуальные проблемы патофизиологии и биохимии 2017» (Санкт-Петербург, 2017); на 19-м Международном Славяно-Балтийском научном форуме (Санкт-Петербург, 2017); на конференции в честь Дня рождения Дорожной
клинической больницы «Актуальные вопросы клинической практики доказательной медицины» (Санкт-Петербург, 2017); совещаниях клиники госпитальной терапии ВМедА им. С.М. Кирова.
По теме работы опубликовано 11 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.
Личный вклад автора в проведенное исследование
Автор самостоятельно провел анализ доступной литературы по теме
диссертации, разработал дизайн исследования, программу клинического
обследования военнослужащих и экспериментальную модель, с обоснованием
условий озвучания лабораторных животных. Самостоятельно и при помощи
специалистов клиники госпитальной терапии ВМедА им. С.М. Кирова провел
все клинико-инструментальные исследования. Лично проводил наблюдение,
регистрацию результатов экспериментальных исследований, в том числе
подготавливал материал для гематологических, биохимических и
морфологических методов исследований с последующим их проведением под методическим руководством специалистов ГНИИИ ВМ МО РФ. Полученные результаты подверглись личному анализу автора и статистической обработке с последующим обобщением и синтезом.
Объём и структура работы
Работа изложена на 143 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, перспектив дальнейшей разработки темы исследования и списка литературы, включающего 165 библиографических источника, из которых 84 работы отечественных и 81 работа зарубежных авторов. Диссертация содержит 4 формулы, 20 таблиц и 23 рисунка.
Особенности низкочастотных акустических колебаний как неблагоприятного фактора военного труда
Aкустичeскиe колeбания всeх частотных диaпaзoнoв являются oдним из ширoкo рaспрoстрaнeнных нeблaгoприятных фaктoров воeннoгo трудa. Особенностью шумового воздействия в профессиональной деятельности военнослужащих является невозможность соблюдения гигиенических нормативов, в частности, на флоте и сухопутных войсках во время артиллерийских и ракетных стрельб, в авиации. Необходимо акцентировать, что значительная часть спектральной плотности звуковой энергии, генерируемой объектами вооружения и военной техники, приходится на инфразвуковой (менее 16 Гц) и низкочастотный диапазоны (от 20 до 400 Гц) [1, 7, 38].
Для каждого вида вооруженных сил характерны свои источники НЧАК и особенности акустической обстановки. Воздействию интенсивного шума подвергаются такие категории специалистов, как артиллеристы, танкисты, члены экипажей кораблей, летный и инженерно-технический состав Воздушно-космических сил.
Весьма многочисленны источники шума в сухопутных войсках. В ходе изучения акустической обстановки в обитаемых отделениях самоходных артиллерийских орудий и объектах бронетанковой техники установлено, что основная часть акустической энергии шумов, генерируемых при работе агрегатов, сосредоточена на низких частотах - от 20 до 1000 Гц. Оценивая результаты измерений в боевом отделении, можно сделать вывод, что уровень стабильного шума в октавных полосах частот превышает нормы на месте командира на 9 дБ, на месте наводчика – на 8 дБ [37]. По другим данным, для обрaзцов вoеннoй тeхники на гусeничнoм шaсси характерен общий уровень шума с уровнем звукового давления до 110-130 дБ. К примеру, на рабочих местах членов экипажа танка Т-80 уровень звукового давления в диaпaзоне чaстот до 31,5 Гц дoстигaет 115-129 дБ, на чaстотaх 125-500 Гц – 103-120 дБ, а в зонe высoких чaстoт (4-8 кГц) – 73-83 дБ [6].
Особенно многообразны в вооруженных силах источники импульсного шума. Стрельбa из огнeстрельного, реaктивного, рaкетного и иных видов оружия сопровождается возникновением акустических явлений, которые относят к импульсному шуму высокой интенсивности. Они являются значительной угрозой для здоровья военнослужащих. [7, 141].
Выделяют три группы акустических импульсoв, обрaзующихся в результате стрельбы из стрелкового оружия, стрельбы из артиллерийских систем, минометов и гранатометов и рaкетных пусках и стрельбе из реaктивных систем зaлпового огня [7].
Принципиально эти группы отличаются по длительности акустических импульсов и величине пиковых уровней звукового давления. При стрельбе из стрелкового оружия образуются акустические импульсы, характеризующиеся малой длительностью (менее 2 мс) и относительно невысокими пиковыми уровнями звукового давлениями (до 150-170 дБ). С увеличением калибра оружия уровни импульсного шума возрастают. Продолжительность импульса резко увеличивается при стрельбе в условиях замкнутого помещения (например, в тире) [18, 30].
Источником импульсного шума при залпах из артиллерийских орудий является дульная ударная волна, образующаяся в процессе высокой скорости выброса пороховых газов из канала ствола. Дополнительным источником импульсного шума может являться взрыв пороховых газов («пламенные» выстрелы). Возрастание мощности современных видов артиллерийских систем, использование дульных тормозов-компeнсaторов приводит к увеличению уровня звукового давления импульсных шумов до 190 дБ и выше, воздействующих на военнослужащих во время стрельбы. При артиллерийских залпах акустические импульсы отличаются несколько большей продолжительностью (до 10 мс) в отличие от выстрелов из гранатометов и минометов [7, 76].
Для акустических импульсов третьей группы, образующихся в результате работы реактивных двигателей, характерна достаточно большая продолжительность (более 100-300 мс) с уровнем пикового звукового давления, не превосходящего 150 дБ [7].
Спектральный анализ параметров импульсного шума показал: максимум акустической энергии при совершении выстрела из стрелкового оружия приходится на диапазон частот 250-1000 Гц; при зaлпах из пушек и гaубиц - на 8-250 Гц в зaвисимoсти от типa орудия; при запусках ракет - на 16-250 Гц [7, 85].
По сведениям большинства исследователей, одним из неблагоприятных факторов обитаемости судов является шум [15, 43, 44, 77, 151]. Спецификой влияния НЧАК на организм моряков является непрерывность воздействия и комбинация с другими неблaгоприятными фaкторами обитaемости и условиями плaвaния [44, 126].
Анализ литературы, посвященной изучению обитаемости кораблей военно-морского флота показал, что к числу самых неблагоприятных по шуму относятся корабли с динамическими принципами поддержания, в том числе корабли на воздушной подушке. Мощными источниками низкочастотного шума и инфразвука на кораблях этого типа служат газотурбинные установки и вентиляторы. Исследование параметров акустического шума в служебных помещениях кораблей на воздушной подушке позволило установить, что на боевых постах и десантных кубриках регистрируется шум с уровнем звукового давления до 103 дБ. В диапазоне низких частот (31,5-63 Гц) уровень звукового давления варьируется от 83 до 116 дБ. В других помещениях уровни звукового давления в диапазоне инфранизких частот 2-16 Гц достигают 98-120 дБ [7, 76]. Отмечается, что технические установки машинно-котельных отделений являются главными источниками шума на кораблях. Уровень звукового давления в них в сравнении с другими помещениями зачастую выше на 30-40 дБ. Шум от генераторов, турбин, дизелей, насосов и иного технического оборудования значителен и достигает 110-120 дБА. Низко- и среднечастотный шум характерен для дизельных установок, высокочастотный – для турбин [7, 23].
Использование на кораблях дополнительных мощных источников шума, таких как самолеты и вертолеты, выдвигает шум на первый план среди прочих факторов обитаемости. Уровень звука на полетной палубе зависит от расстояния до самолета и колеблется от 123 дБА (на удалении 25 м) до 138 дБА (9 м). Непосредственно у самолета уровень звукового давления достигает 160 дБА, у вертолета – 110 дБА. Спектр шума равномерный, на частоте 31,5 Гц уровни звукового давления варьируют от 112 до 120 дБ, на 63 Гц – 118-125 дБА [27, 58].
Целесообразно отметить, что в период учебных и боевых стрельб члены экипажей кораблей военно-морского флота дополнительно претерпевают воздействие высокоинтенсивных импульсных акустических колебаний. Однако в отличие от артиллерийских подразделений сухопутных войск, пребывающих в условиях открытой местности, личный состав кораблей в основном находятся внутри замкнутого объема. При этом возникают явления интерференции и реверберации вследствие отражения части звуковой энергии от стенок замкнутого пространства, что приводит к потенцированию неблагоприятных эффектов шума на организм [76, 155].
Таким образом, можно предполагать, что одним из основных и широко распространенных неблагоприятных военно-профессиональных факторов является шум, в спектре которого существенное место занимают низкочастотные акустические и инфразвуковые колебания. Уровни их зачастую превышают предельно допустимые [76]. Совершенствование и внедрение новых объектов вооружения и военной техники будет сопровождаться дальнейшим увеличением интенсивности акустических шумов и расширением контингента (персонал и гражданское население), подвергающегося их воздействию. В соответствии с приказом Минздравсоцразвития Российской Федерации № 302н от 12 апреля 2011 шум и инфразвук относятся к вредным и опасным производственным факторам, длительное воздействие которых может приводить к профессиональным заболеваниям [54]. В связи с этим определение предельно допустимых уровней шума и инфразвука является неотъемлемой частью профилактических мероприятий по предупреждению профессиональных заболеваний.
Параметрами нормирования шума являются: эквивалентные уровни звука (дБА) и уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Нормирование импульсного шума в вооруженных силах осуществляется исходя из того, что основным его источником является огнестрельное оружие. При этом считается, что нормируемые импульсные шумы являются широкополосными с максимумом плотности акустической энергии на частотах 200-500 Гц [7, 70]. При регламентации стабильного низкочастотного шума на различных объектах вооружения и военной техники исходят из нормативов, принятых в гражданском здравоохранении, учитывая, что продолжительность шумового воздействия составляет до 8 ч [7, 65].
Таким образом, требования по безопасности военнослужащих, подвергающихся воздействию интенсивных НЧАК, основываются на ряде нормативных документов, регламентирующих допустимые уровни акустического воздействия. Вместе с тем, существующие нормативы импульсных акустических колебаний основаны лишь на продолжительности одного импульса (воздействия избыточного давления при артиллерийском или ракетном залпе), и, не учитывают другие важные характеристики - спектральную плотность импульсов, их общую продолжительность, наличие пауз между ними [70, 76].
Результаты обследования пищеварительной системы военнослужащих
Военнослужащие основной и контрольной групп проходили обследование в условиях дневного стационара, где проводилось необходимое клиническое и лабораторно-инструментальное обследование, позволявшее выявить функциональные нарушения ЖКТ и установить клинический диагноз. Основные анализируемые показатели исходного статуса исследуемых военнослужащих достоверно не отличались (таблица 6).
Показатели рутинных общеклинических исследований (общий анализ крови, мочи, кала, рентгенографии органов грудной клетки) в контрольной и основной группе были в пределах нормы. Серологические исследования крови на вирусные гепатиты В, С, сифилис, ВИЧ-инфекцию отрицательны. Это позволило исключить патологические состояния, способных повлиять на объективность результатов дальнейших исследований.
Так как в данном исследовании кроме профессионального стажа работы с НЧАК на исследуемые показатели мог влиять и возраст, то необходимо было определить зависят ли эти переменные друг от друга. Переменная «стаж НЧАК» имела распределение отличное от нормального, поэтому для анализа зависимости был рассчитан непараметрический коэффициент корреляции Спирмена, который имел значение равное 0,28 - корреляция слабая и незначимая. Для этих же военнослужащих коэффициент корреляции между переменными «возраст» и «стаж службы» составил 0,93 - зависимость сильная и значимая. Следовательно, переменные «возраст» и «стаж НЧАК» считали независимыми в данном исследовании, а переменные «возраст» и «стаж службы» зависимыми и соответственно схожими по оказываемым эффектам на выходные показатели.
Следует обратить внимание, что независимость переменных «возраст» и «стаж НЧАК», выявленная по результатам корреляционного анализа, стала возможной благодаря тому, что в опытную группу вошли относительно молодые военнослужащие с довольно большим стажем и военнослужащие более старшего возраста и относительно небольшим стажем. Если бы этого не было, то корреляционная связь переменных «возраст» и «стаж НЧАК» была бы сильная и близкая к зависимости между переменными «возраст» и «стаж службы».
При проведении сравнительного анализа фактор «возраст» рассматривался на двух уровнях – от 30 до 40 лет включительно и от 40 до 50 лет, фактор «стаж НЧАК» рассматривался также на двух уровнях – меньше или равно 10 годам и более 10 лет. Выбор возрастного уровня и длительности воздействия НЧАК у военнослужащих основной группы для сравнения был обусловлен математическими расчетами: в возрастной категории до 40 лет включительно стаж воздействия НЧАК у военнослужащих основной группы составил меньше 10 лет (8,8 ± 2,6 лет), после 40 лет более 10 лет (12,4 ± 2,5 лет). Каждую из двух возрастных групп (30-40 , 40-50 лет) разделили на 3 подгруппы по стажу работы с источниками НЧАК: не имеющих стаж (контрольная группа), стаж меньше или равен 10 годам, стаж больше 10 лет. Таким образом, выборка показателей была разделена на 6 независимых подгрупп.
Как следует из данных, представленных в таблице 7, обследуемые основной подгруппы со стажем менее 10 лет в возрасте младше 40 лет и контрольной подгруппы достоверно не различались по показателям АЛТ, ГГТП, общего билирубина, общего белка и глюкозы (p 0,05). Достоверные различия отмечались лишь по показателям АСТ (24,13±6,20 ед/л, p 0,05) и ЩФ (82,30±16,78 ед/л, p 0,05). При этом данные показатели не выходили за уровень референсного диапазона [32]. Сравнение показателей биохимического статуса в основной подгруппе со стажем менее 10 лет и возрасте старше 40 лет и соответствующей контрольной подгруппы достоверных различий не выявило (p 0,05).
В подгруппах со стажем более 10 лет при сравнении биохимических показателей с соответствующими контрольными подгруппами достоверные различия (p 0,05) наблюдались у обследуемых в возрасте младше 40 лет по показателям ЩФ и ГГТП, а по показателям АЛТ, АСТ, ЩФ, ГГТП - в возрасте старше 40 лет. Однако данные показатели не превышали значений референсного диапазона [32]. По остальным показателям (уровню общего белка, билирубина, глюкозы) достоверных различий не выявлено (p 0,05). Таким образом, несмотря на достоверное различие по отдельным показателям биохимического анализа крови у обследуемых со стажем работы с источниками НЧАК меньше и больше 10 лет можно заключить, что они находятся в пределах физиологических референсных значений и не отражают патологии внутренних органов, в большей степени со стороны печени.
Как следует из данных, представленных в таблице 8, военнослужащие основной подгруппы со стажем более 10 лет в возрасте старше 40 лет и соответствующей контрольной подгруппы достоверно (p 0,05) различались по показателям общего холестерина, триглицеридов, холестерина липопротеинов высокой, низкой и очень низкой плотности. При этом показатели общего холестерина (6,03±0,83 ммоль/л) и холестерина липопротеинов низкой плотности (4,04±0,86 ммоль/л) превышали оптимальные значения липидных параметров для популяции без кардиоваскулярного анамнеза, обозначенных в Российских рекомендациях VI пересмотра по диагностике и коррекции нарушений липидного обмена с целью профилактики и лечения атеросклероза (2017) [21]. Подобный характер дислипидемии характерен для атерогенного IIа фенотипа по классификации Фредриксона [162] и в нашем исследовании ассоциирован с достоверным и значимым повышением уровня С-реактивного белка (5,29±1,95, p 0,05).
Общей тенденцией для всех обследуемых основных подгрупп является достоверно более низкий уровень холестерина липопротеидов высокой плотности по сравнению с соответствующими контрольными подгруппами. Так в подгруппах со стажем меньше 10 лет среднегрупповые показатели в возрасте меньше 40 лет составили 1,16±0,33 ммоль/л, старше 40 лет - 1,07±0,30 ммоль/л, что было достоверно ниже показателей контрольных подгрупп (1,64±0,32 и 1,34±0,26 ммоль/л соответственно, p 0,05). В подгруппах со стажем больше 10 лет среднегрупповые показатели в возрасте меньше 40 лет составили 1,06±0,15 ммоль/л, старше 40 лет - 1,05±0,16 ммоль/л, что было так же достоверно ниже показателей контрольных подгрупп (1,64±0,32 и 1,34±0,26 ммоль/л соответственно, p 0,05). Среднегрупповые значения холестерина липопротеидов высокой плотности, особенно в подгруппах со стажем более 10 лет, близки к пограничному уровню 1,0 ммоль/л, что по данным Фремингемского исследования ассоциировано с повышением риска развития атеросклероза и увеличением сердечно-сосудистого риска.
Результаты ультразвукового исследования органов брюшной полости представлены в таблице 9. Установлено, что у обследуемых основной подгруппы со стажем больше 10 лет в возрасте старше 40 лет частота встречаемости патологических изменений со стороны печени (признаки изменения эхоструктуры печени, гепатомегалии) наблюдались достоверно чаще (64,3%, р 0,05) в сравнении с соответствующей контрольной подгруппой (29,4%). Тоесть вероятность возникновения жирового гепатоза увеличивалась на 34,9%. Однозначно интерпретировать данные различия представляется затруднительным, поскольку помимо влияния стажа работы с источниками НЧАК нельзя исключить и влияние возрастных изменений в печеночной паренхиме, обусловленных другими неконтролируемыми факторами.
В остальных подгруппах достоверных различий с соответствующими контрольными подгруппами не выявлено, отмечалась лишь тенденция к увеличению частоты встречаемости структурных изменений в печени и желчном пузыре. Данный факт, вероятно, обусловлен небольшим количеством наблюдений в основных подгруппах, где количество субъектов младше 40 лет с большим стажем (более 10 лет) составило 7 человек, и 6 - в подгруппе старше 40 лет с небольшим стажем (менее 10 лет).
Другим исследованием, позволяющим оценить структурные изменения печеночной паренхимы, является эластометрия. Как следует из данных таблицы 10, достоверные различия получены в подгруппах со стажем больше 10 лет в возрасте младше и старше 40 лет (5,24±0,69 и 6,34±0,99 кПа соответственно, р 0,05) при сравнении с контрольными подгруппами (4,37±0,59 и 4,29±0,97 кПа соответственно). Сопоставление эластометрических показателей подгрупп со стажем больше 10 лет в возрасте младше и старше 40 лет со шкалой Metavir [61] позволило установить, что данные значения соответствуют 0 и 1 стадии фиброза. Таким образом, можно отметить, что фибротические процессы в печени у обследуемых со стажем работы с источниками НЧАК больше 10 лет протекают на уровне субклинического ремоделирования печеночной структуры и не способны значимо отразиться на функции органа.
Морфологическое исследование печени
Гистоархитектоника печени крыс контрольной подгруппы характеризовалась типичным дольчатым строением. В центре долек располагались центральные вены с радиальным расположением балок, хорошо выраженными синусами (рисунок 14 а). Гепатоциты с эозинофильной цитоплазмой, мономорфными ядрами. Портальные тракты тонкие, с умеренно полнокровными сосудами и единичными лимфоцитами (рисунок 14 б).
После воздействия НЧАК в экспериментальной подгруппе 3.1 в печени сохранялось дольковое строение. Однако появились очаги мозаичной мелкоочаговой дискомплексации печеночных балок с таянием контуров гепатоцитов и отсутствием в них ядер (рисунок 15).
Также имелись единичные фокальные и групповые некрозы гепатоцитов с макрофагальной инфильтрацией. Встречались участки некробиоза гепатоцитов с полным исчезновением ядерного аппарата, а также появлением пикнотических, гиперхромных, слабополиморфных и немногочисленных двуядерных форм. Визуализировались участки расширения синусоидов с их полнокровием и усилением клеточной инфильтрации (рисунок 16).
В подгруппе с апериодическим воздействием 3.2 в сравнении с подгруппой 3.1 отмечалось более значительное усиление полнокровия синусоидов с появлением мелкокапельной жировой дистрофии гепатоцитов и более выраженным ядерным полиморфизмом (рисунок 17). Отмечалось увеличение количество фокальных некрозов с мононуклеарной инфильтрацией, что подтверждалось увеличением на 22% активности показателя АЛТ в группе 3.2 относительно группы 3.1 (p 0,05) (таблица 14).
Окрашивание препаратов печени методом PAS-реакции позволило установить, что в контрольной группе животных наблюдалась положительная реакция на гликоген в гепатоцитах. В экспериментальных подгруппах 3.1 и 3.2 в сравнении с контрольной подгруппой отмечалось значительное обеднение гепатоцитов гликогеном. При этом в подгруппе 3.2 содержание гликогена наблюдалось в единичных гепатоцитах (рисунок 18).
Окраска PAS-реакция, световая микроскопия, увеличение 200. При оценке препаратов контрольной подгруппы, окрашенных по Ван Гизону, определялось положительное окрашивание коллагеновых волокон соединительной ткани центральных вен и портальных трактов (рисунок 19 а). Следует отметить, что при увеличении 600 по краю синусоидального полюса гепатоцитов выявлялись короткие нерегулярные фуксинофильные фрагменты коллагеновых волокон соединительной ткани (рисунок 19 б).
Фуксинофильные волокна соединительной ткани центральной вены (1).
Фуксинофильные фрагменты коллагеновых волокон соединительной ткани (2).
Окраска по Ван Гизону, световая микроскопия, увеличение 200 (а), 600 (б).
В экспериментальных подгруппах 3.1 и 3.2 в сравнении с контрольной подгруппой животных наблюдалось усиление пролиферации коллагеновых волокон, что проявлялось в виде утолщения центральных вен и укрупнения фрагментов синусоидального фиброза (рисунок 20) .
Методом морфометрического анализа установлено, что достоверное увеличение коллагеновых волокон в синусоидальном русле в экспериментальных подгруппах, при сравнении с контрольной подгруппой, происходит после 3 недельного воздействия НЧАК. При этом отличий в содержании коллагеновых волокон между подгруппами, подвергнутых периодическому и апериодическому воздействию, выявлено не было (таблица 18).
Усиление представительства коллагеновых волокон в синусоидальном русле можно связать с ранним этапом роста соединительной ткани в ответ на воздействие НЧАК. На коллаген I типа, идентифицируемый фуксинофильным окрашиванием по методу Ван Гизон, по своему строению наиболее похож коллаген III типа, определяемый импрегнацией азотнокислым серебром по методу Фута. Коллаген III типа является основным компонентом ретикулиновых волокон стромы печени [56]. Поэтому с целью уточнения происхождения коллагеновых волокон препараты печени были импрегнированы серебром по методу Фута. Так в подгруппе экспериментальных животных 3.1 и 3.2 (рисунок 21 а, б) отмечалось развитие по ходу синусоидных капилляров сети мелкокалиберных ретикулярных волокон, отличающихся от печени животных группы контроля (рисунок 21 в). В некоторых случаях выявлялись длинные ретикулярные волокна, анастомозирующие друг с другом на всей территории внутридольковой паренхимы печени. Наибольшую интенсивность пролиферация ретикулярных волокон приобретала в центральных областях (рисунок 21 а, б). Итак, можно отметить, что источником пролиферации ретикулярных волокон являлись наружные оболочки центральных вен.
Вышеописанные изменения в печени прослеживались во всех экспериментальных подгруппах и усиливались при увеличении продолжительности воздействия НЧАК.
Таким образом, через 6 недель после воздействия НЧАК в обеих экспериментальных подгруппах выявлялись различные морфологические изменения: во-первых, участки единичных и групповых некрозов гепатоцитов, расширение синусоидального русла с усилением венозного полнокровия; во вторых, появление синусоидального фиброза; в-третьих, отмечалось уменьшение запасов гликогена в гепатоцитах. Неспецифические изменения ядерного аппарата и инфильтрации паренхимы печени клеточными элементами носили непостоянный характер. При этом в части гепатоцитов находили мелкие жировые вакуоли. Описанные изменения паренхимы печени можно отнести к состоянию напряженного функционирования органа и адаптированию к условиям повышенного низкочастотного акустического воздействия.
Экспериментальное обоснование механизмов, лежащих в основе неблагоприятного действия низкочастотных акустических колебаний на органы пищеварения
Результаты экспериментальной части исследования, позволяют предположить, что выявленные эффекты, развивающиеся в организме животных, близки к проявлениям стрессовой реакции. Наблюдаемые изменения и по характеру изменений, и по срокам их развития вполне укладывались в типовую реакцию стресса (усиление выработки кортизола, небольшая степень гиперглико-и дислипидемии, усиление процессов ПОЛ). Значимое (p 0,05) повышение уровня кортизола в плазме крови крыс в первые недели воздействия НЧАК с последующим его снижением может быть объяснено активацией на ранних этапах ответной реакции клеток пучковой зоны надпочечников, с угнетением синтетических процессов в них на более поздних этапах.
Разными по степени выраженности оказались изменения показателей выработки кортизола и биохимических изменений крови в зависимости от периодического и апериодического режима воздействия НЧАК при одинаковой экспозиции шумового воздействия. Значимое (p 0,05) повышение уровня кортизола у животных, подвергнутых апериодическому воздействию НЧАК, вероятно, отражает трудности формирования адаптационно-приспособительных реакций и более выраженной стресс-реакции по сравнению с ответной реакцией при периодическом воздействии НЧАК. Следует отметить, что в данном эксперименте условно было разделение на «периодический» и «апериодический» режимы воздействия, главное заключалось в том, что распределение дозы шума должно было отразить условия профессиональной деятельности военнослужащих, когда акустическая нагрузка не следует «по 8 часов в день в течение 5 дней в неделю». Более выраженный характер эндокринного ответа на высокоинтенсивное (до 100 дБА) шумовое воздействие с короткими периодами подтверждается также данными других исследователей [124].
Процессы свободнорадикального и перекисного окисления постоянно протекают во всех биологических объектах. При этом они имеют характер «разветвляющихся цепных ядерных реакций», в процессе которых в организме накапливаются различные промежуточные продукты (свободные радикалы, перекиси, гидроперекиси, альдегиды, кетоны, диеновые конъюгаты, в том числе малоновый диальдегид и др.). В биохимическом плане эти продукты обладают разной степенью активности и стабильности. МДА является относительно стабильным продуктом. Этим можно объяснить и его постоянный уровень в группе контрольных животных. Воспалительно-некротические процессы любого генеза сопровождаются неспецифической ответной реакцией организма – усилением интенсивности свободнорадикального и перекисного окисления липидов различных классов. При этом пропорционально степени выраженности воспаления увеличивается количество нестабильных продуктов окисления и уменьшается количество стабильных [24]. Этим можно объяснить и максимальную выраженность ООА плазмы крови животных, подвергшихся воздействию НЧАК в первые 3 недели, с одновременным снижением уровня малонового диальдегида. Чрезмерное усиление интенсивности свободнорадикального окисления - явление патологическое. Оно сопровождалось повышением (хотя и недостоверным) общей антиоксидантной активности плазмы в первые недели, с нормализацией показателя к концу исследования. При этом можно предполагать, что неравнозначимое повышение активности ОАА в ответ на рост активности ООА является отражением процессов повреждения (альтерации) над механизмами их компенсации, а так же и он нарушениях процессов регуляции, обусловленных действием НЧАК на различных уровнях организации организма.
Известно, что уровень общих липидов плазмы крови представлен липидами, входящих в состав липопротеинов, циркулирующих в крови: хиломикроны, холестерин липопопротеидов высокой, низкой и очень низкой плотности [31]. Перечисленные липопротеины являются средствами доставки к клеткам триглицеридов, полиненасыщенных жирных кислот, холестерина. Процесс передачи указанных веществ из состава липопротеинов в эндотелиоциты клеток печени осуществляется при участии многочисленных мембраносвязанных ферментных систем. Нарушение структуры клеточных мембран, а, следовательно, и активности мембраносвязанных ферментов блокирует процессы транспорта липидов в клетки. Это, возможно, и объясняет повышение уровня общих липидов плазмы крови у животных, подвергшихся воздействию НЧАК.
В то же время, несомненно, и другое: только стрессом нельзя объяснить длительные и столь разноплановые сдвиги в обмене веществ экспериментальных животных, обнаруженных нами. По всей видимости, используемый комплекс диагностических методов исследования, позволил выявить комплексность ответных реакций организма в ответ на воздействие НЧАК, заключающихся в развитии стресса и последствий непосредственного влияния НЧАК на клеточные и тканевые структуры.
Данными, подтверждающими прямое повреждающее действие НЧАК на клеточные структуры, могут выступать диагностированные структурные изменения в паренхиме печени. Помимо формирования дегенеративно-дистрофических изменений гепатоцитов, развивались нарушения углеводного, липидного обмена, а так же возникали условия для раннего фиброзного ремоделирования паренхимы и сосудов печени.
Обеднение гепатоцитов гликогеном, у животных, подверженных длительному воздействию НЧАК, свидетельствует о перестройке углеводного обмена по катаболическому типу. Обнаруживаемое перераспределение гликогена в пределах долек, вероятно, связано с изменением внутрипеченочной гемодинамики органа вследствие воздействия НЧАК. В работе P.R. Walker (1977) [165] описано, что замедление кровотока в печени может нарушать процессы гликогенеза и гликогенолиза, создавая очаги сплошного отсутствия гликогена и формируя высокую разнородность гепатоцитов в отношении содержания полисахарида и образования гликосом. Обеднение гепатоцитов гликогеном можно также объяснить и усиленной продукцией катехоламинов при стрессе, что приводит к активации фосфорилазы печени и увеличению распада гликогена в этом органе. Кроме того, избыток глюкокортикоидов стимулирует в печени глюконеогенез. Эти два механизма объясняют важное проявление стресса -гипергликемию, которая увеличивает образование и инкрецию инсулина [84]. Выявление гипергликемии в сочетании со снижением уровня амилазы крови в группах животных, подвергшихся воздействию НЧАК, значимо (р 0,05) отличающихся от значений в контрольной группе, может быть также объяснено угнетением экзокринной и эндокринной функции поджелудочной железы.
Выявленное в ходе исследования полнокровие в сосудистом русле печени животных, подвергшихся длительному воздействию НЧАК, свидетельствовало о возможности формирования периваскулярного отека в интерстиции. Расширение синусоидальных пространств, которое могло быть следствием циркуляторной недостаточности и повышенной проницаемости стенок синусоидов, приводило к нарушению обмена веществ и возникновению дистрофических и некротических изменений гепатоцитов, а также к нарушениям в системе микроциркуляции печени - застою и сладжированию крови.
Изменения интерстиция и сосудов печени, связанные с усилением пролиферации коллагеновых и ретикулярных волокон, возможно, отражали процесс ремоделирования органа в ответ на воздействие НЧАК. Указанный процесс является адаптивной ответной реакцией в ответ на длительные гемодинамические нарушения и состоит из ряда последовательных стадий [116]: а) рецепция сигналов об изменениях условий микроциркуляции и циркулирующих гуморальных факторов; б) трансляция сигналов внутрь клетки и ее микроокружению; в) биосинтез, освобождение или активация биологически активных веществ, влияющих на клеточный рост, гибель, миграцию или формирование внеклеточного матрикса; г) изменение структуры сосудистой стенки (клеточного и внеклеточного компонента), ее биомеханических свойств и функций.
Клетки эндотелия выполняют ключевую роль и являются первоочередными биосенсорами, распознающими перемену характера кровотока и воздействие разнообразных гуморальных факторов его регуляции. Постоянная активация эндотелиальных клеток требует наличия механических стимулов - напряжения сдвига и внутрисосудистого давления крови, которые трансформируются в них во внутриклеточные и межклеточные биохимические сигналы, что представляет собой раннюю стадию процесса механотрансдукции [122]. В нем участвуют различные биологические структуры и трансмиттеры, в том числе ионные каналы, молекулы клеточно-матриксного и межклеточного взаимодействия: интегрины; тромбоцитарно-эндотелиальные клетки адгезии молекул-1 (platelet-endothelial cell adhesion molecule-1 - PECAM 1), или CD31, тирозинкиназные рецепторы, кавеолы, рецепторы, связанные с G-белками (G-protein-coupled receptors -GPCRs), G-белки, гликокаликс, компоненты эндотелиального цитоскелета и др. Таким образом, механотрансдукция описывает клеточные процессы, которые транслируют механические стимулы в биохимические сигналы, моделирующие разнообразные функции, такие как белковый синтез, секрецию, адгезию, миграцию, пролиферацию и апоптоз, тем самым позволяя клеткам адаптироваться к их физическому окружению [123, 147, 164].