CC BY
239
УДК [612.67:57.017.67]:574.24](470+571)
БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБУСЛОВЛЕННОСТИ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО СТАРЕНИЯ (ПОПУЛЯЦИОННОЙ ПРОГЕРИИ) И СОКРАЩЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ РОССИИ
© 2004 г. Ю. П. Гичев
Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, г. Новосибирск
Рассматриваются данные и суждения об исходах компенсаторно-приспособительных перестроек организма в условиях сочетанного и длительного влияния промышленных загрязнений и экстремальных климатогеографических факторов. Излагается концепция экологической обусловленности продолжающегося ухудшения здоровья нации и развития синдрома популяционной прогерии. Ключевые слова: окружающая среда, промышленное загрязнение, рекреационные природные процессы, популяционная прогерия.
Принимая во внимание сведения о том, что более половины территории России характеризуется экологически неблагоприятными условиями окружающей среды (ОС), что около 60 % источников питьевого водоснабжения не соответствует нормативным требованиям, а более 60 % населения постоянно проживает на экологически загрязненных территориях [7, 10, 12], следует признать более справедливыми расчеты, определяющие долевой вклад экологической составляющей в ухудшение состояния здоровья и развитие наиболее распространенных заболеваний современного человека в пределах 40—60 % [1, 4, 5, 19]. Неблагоприятная для здоровья экологическая ситуация усугубляется также тем обстоятельством, что вокруг более чем 200 наиболее загрязненных городов страны, являющихся центрами развитого промышленного производства, к настоящему времени уже сформировались устойчивые очаги социально-экологической напряженности и экологически обусловленной патологии человеческих популяций, проживающих в них и на прилегающих территориях, что составляет примерно 35— 40 % населения страны [10, 12]. В результате масштабы промышленных загрязнений ОС во многих регионах страны достигли столь высоких уровней, что по выраженности показателей загрязнения зачастую превышают степень неблагоприятного влияния на организм человека тех природных и локальных производственных факторов, изучение которых является основным предметом профессиональной патологии, медицинской географии и геохимической патологии. При этом важно подчеркнуть, что концентрации накапливающихся в течение десятилетий вредных химических веществ и тяжелых металлов в указанных очагах антропогенных загрязнений достигли сегодня таких высоких значений, которые вполне сопоставимы или даже превышают таковые в естественных геохимических провинциях. Иначе говоря, в случае упомянутых выше очагов антропогенного загрязнения мы имеем дело с проявлением особого рода очаговости экологической патологии человека, имеющей свои границы и специфику в различных регионах, свои особенности комплексного воздействия на здоровье, особенности формирования патологических процессов и заболеваемости постоянного и пришлого населения, что представляет собой весьма актуальную ан-тропоэкологическую проблему [4].
Несмотря на сказанное, при разработке перспектив и планов экономического развития регионов страны по-прежнему недостаточное внимание уделяется учету последствий неблагоприятного влияния окружающей среды на здоровье населения. Причем экологическая составляющая изменения и патоморфоза патологических процессов, хотя очевидность ее в большом числе случаев несомненна, до сих пор выпадает из поля зрения медицинской статистики заболеваемости населения и современных трак-
товок и объяснений особенностей и характера современной патологии человека. Между тем повсеместно регистрируемые особенности возникновения, течения и хронизации основных заболеваний, изменение структуры заболеваемости и заметное учащение встречаемости дистрофических и дегенеративных процессов в настоящее время уже должны объясняться не столько географическими, климатическими, ландшафтными, природно-очаговыми, геохимическими особенностями селитебных территорий (хотя они, несомненно, продолжают играть значительную роль), сколько глобальными техногенными нарушениями экосистем и интенсивным загрязнением всех компонентов окружающей человека среды, безусловно играющими выраженную модифицирующую и усиливающую роль в отношении биологических эффектов климатических факторов Севера.
Кратко резюмируя результаты собственных комплексных клинико-гигиенических и антропоэкологичес-ких исследований различных выборок населения, проводившихся в различных промышленных городах Сибири и Севера с применением методов многофакторного, корреляционного и картографического анализа, лонги-тудинального и динамического многомесячного наблюдения за сдвигами в состоянии здоровья ограниченных выборок типопредставителей, а также Гарвардской методики оценки экологического риска для здоровья населения, следует констатировать, что, как правило, имеет место достаточно выраженная корреляционная связь между степенью загрязнения ОС и увеличением частоты и выраженности наиболее распространенных заболеваний. В особенности это касается болезней системы органов дыхания, пищеварения, кожи, аллергических реакций и иммунодефицитных состояний, болезней печени, крови и кроветворных органов, онкологических процессов, осложнений беременности, спонтанных абортов, врожденной патологии, перинатальной и детской смертности [4, 12]. При этом регистрируется наличие прямой коррелятивной связи между значениями суммарной аэрогенной нагрузки и частотой заболеваемости детей такими индикаторными заболеваниями, как бронхиальная астма, хронические заболевания органов дыхания, бронхит, анемия, врожденная патология, а также сумма основных экологически зависимых заболеваний. Особенно демонстративно эта связь подтверждается при долговременной и одновременной регистрации в ежедневном режиме концентрации ведущих загрязнителей в атмосферном воздухе и частоты аллергических реакций постоянно наблюдаемых групп детей, что позволяет строить прогностически значимые и доказательные математические модели [12]. Кроме того, вычисление коэффициентов детерминации позволило установить, что загрязнение атмосферного воздуха примерно на 60 % может определять вклад в заболеваемость бронхиальной астмой, пневмонией, анемией, болезнями верхних дыхательных путей, врожденную патологию [5, 6].
Между тем мы уже привыкли спокойно воспринимать подобные тревожные цифры и факты и мало
задумываемся над одним очень принципиальным обстоятельством. Дело в том, что в наиболее концентрированном виде и с наибольшей интенсивностью все эти загрязнения поступили в биосферу за весьма короткий срок, измеряемый для многих наиболее опасных загрязнителей в пределах последних 50—100 лет, что относительно почти 4 млрд лет существования биосферы составляет ничтожную долю секунды. Иными словами, несоответствие резко возросших темпов загрязнения ОС и исторически сложившихся возможностей рекреационно-восстановительной деятельности экосистем привело к глобальному десинхронозу между интенсивностью антропогенного промышленного загрязнения ОС и резервами рекреационных природных процессов. За короткий срок в биосферу было внесено громадное число химических веществ, большинство из которых не встречалось ранее в экосистемах и в силу этого либо крайне медленно окисляется и метаболизируется, либо вообще недоступно деятельности редуцентов. При этом около 4 млн из них признаны потенциально опасными для ОС [14], а свыше 180 000 являются мутагенами [18].
Необходимо также подчеркнуть, что тот интервал времени, в течение которого произошло интенсивное загрязнение биосферы, пришелся на период жизни всего лишь нескольких поколений людей, что относительно 2,5—3,0 млн лет, прошедших со времени появления первобытного человека, составляет лишь краткий миг. И в этом случае мы сталкиваемся с фундаментальной проблемой десинхроноза между темпами совершающихся антропогенных преобразований и загрязнения ОС и ограниченными биологическими возможностями осуществления полноценной приспособительной деятельности человеческого организма за столь исторически малые интервалы времени. Таким образом, оптимальное функционирование биосферы и здоровье человеческого организма в конечном итоге определяются и лимитируются емкостью рекреацион-но-восстановительного потенциала экосистем в случае биосферы и регенераторно-восстановительного потенциала и адаптивных физиологических резервов
— в случае организма человека. Указанные лимитирующие факторы, в свою очередь, определяют надежность и «пределы выносливости» и биосферы в целом, и организма человека в условиях экологического кризиса, которые вытекают из сформулированного Shelford «закона выносливости» [9].
В сложившихся условиях жизнедеятельности организм человека, являясь, с одной стороны, субъектом совершаемых в природе преобразований, а с другой
— представителем животного мира биосферы, тесно связанным с ней посредством обменно-трофических и рекреационных связей, сам подвергается длительным воздействиям вредных факторов ОС и, следовательно, вынужден постоянно задействовать свои компенсаторно-приспособительные механизмы, резервы которых ограничены и со временем истощаются, как это убедительно показано в многочисленных исследованиях по адаптации человека. В итоге интенсивное и дли-
тельное воздействие экологически неблагоприятных факторов ОС сопровождается перенапряжением и нарушением адаптационных механизмов организма, что предрасполагает к развитию предболезненных и хронизации основных патологических процессов детского и взрослого организма, их патоморфозу, учащению дистрофических и дегенеративных заболеваний, случаев врожденной и генетической патологии, эндокринных дисфункций, злокачественных опухолей, которые все более обретают черты экологической обусловленности и вносят значительный вклад в преждевременное старение и сокращение жизни. В данном контексте главные экологически обусловленные нарушения здоровья современного населения можно сгруппировать следующим образом [6]:
Во-первых, это экологически обусловленный рост случаев осложнений беременности и родов, спонтанных абортов, врожденных аномалий развития и генетических дефектов, перинатальной патологии, прена-тальной и перинатальной смертности. Вклад перечисленных патологических процессов и их исходов в интегральный показатель средней продолжительности жизни неоспорим и хорошо обоснован.
Во-вторых, это экологически обусловленный рост заболеваемости детей (особенно раннего возраста) хроническими болезнями систем органов дыхания и пищеварения, бронхиальной астмой и другими аллергическими заболеваниями, опухолевыми процессами, болезнями почек, печени, крови, а также увеличение показателей детской смертности. Их вклад в распространенность хронических патологических процессов среди взрослого населения и в сокращение сроков предстоящей жизни также достаточно значителен.
В-третьих, это экологически обусловленный рост среди взрослого населения онкологических процессов, профессиональных заболеваний и скрытых хронических отравлений, вторичных иммунодефицитов и аллергических реакций, хронических заболеваний систем органов дыхания и кровообращения, болезней печени и крови, что в целом также вносит существенный вклад в сокращение продолжительности жизни населения за счет более ранней смертности от суммы перечисленных патологических процессов [6, 11, 16].
В итоге перечисленные экологически обусловленные патологические процессы, состояния и их исходы вносят значительный вклад в преждевременное изнашивание и старение жизненно важных органов и систем организма в ускорение процессов старения и в сокращение продолжительности жизни населения страны, которое наблюдается уже на протяжении нескольких десятилетий [6].
Рассмотренные выше данные в принципе находятся в соответствии с гипотезой, которая связывает наблюдаемые в 1970-е годы в промышленных городах Европы неблагоприятные тенденции смертности с отрицательными последствиями экологического кризиса [15]. При этом выраженные нарушения экологического равновесия и загрязнение ОС, влияющие на сокращение продолжительности жизни людей, нивелируют положительный эффект достижений современной медицины [13]. Таким образом, мы вновь возвращаемся к ставшим уже классическими представлениям о «плате» за долговременную адаптацию организма к чрезвычайному и длительному влиянию неблагоприятных факторов ОС, которые в реальной ситуации действуют в комплексе, усиливают и моди-
Загрязнение окружающей среды
Загрязнение внутренней среды организма
Хроническое адаптивное напряжение и развитие дизадаптации
Расходование физиологических резервов, изнашивание структур, снижение надежности функционирования органов
Экологически обусловленный рост осложнений беременности и родов, спонтанных абортов, аномалий развития и генетических дефектов, перинатальной патологии, пре- и перинатальной смертности
Экологически обусловленный рост заболеваемости детей хроническими заболеваниями систем органов дыхания и пищеварения, бронхиальной астмой и другими аллергическими заболеваниями, онкологическими процессами, болезнями крови, детской смертности
Экологически обусловленный рост среди взрослого населения онкопатологии, профессиональных заболеваний и хронических отравлений, иммунодефицитов, хронических заболеваний систем органов дыхания, кровообращения, болезней печени и крови, общей смертности, в т.ч. вследствие указанных болезней
Экологически обусловленный синдром прогерии (ускоренного старения)
Преждевременная смертность
Сокращение продолжительности жизни
Схема этапов развития экологически обусловленной прогерии и сокращения продолжительности жизни (Гичев Ю. П., 1992)
фицируют биологически вредное влияние друг друга и приводят к ряду относительно типовых общепатологических нарушений в организме, что в конечном итоге сопровождается рядом прогностически важных социально-гигиенических, медико-биологических и демографических последствий «платы» за приспособление организма к неадекватным условиям ОС, которые можно представить в виде следующей схемы: длительное напряжение адаптационных процессов организма — развитие дизадаптации — истощение физиологических резервов — недостаточность регенеративно-пластического потенциала — нарушение процессов восстановления — формирование предбо-лезненных состояний — ускоренное развитие хронических процессов — преобладание дистрофических и дегенеративных процессов — преждевременное изнашивание и старение органов и систем — развитие популяционной прогерии — сокращение продолжительности жизни населения [6].
В данном контексте важно упомянуть одно теоретически важное положение, сформулированное П. К. Анохиным [2], суть которого состоит в том, что в процессе биологической эволюции в большей степени развивалась и закреплялась надежность компенсаторно-приспособительных механизмов животного организма по отношению к острым экстремальным воздействиям ОС. При этом эволюционно закрепилось относительное снижение обеспечения реакций восстановления по отношению к действию на организм хронических раздражителей. Однако в эпоху экологического кризиса и тотального загрязнения ОС организм человека вынужден сталкиваться как раз с длительными хроническими воздействиями вредных факторов среды, когда возрастает потребность прежде всего в надежном обеспечении именно процессов восстановления, физиологическая надежность функционирования которых ограничена. Отсюда вытекает важное фундаментальное несоответствие между возрастанием требований к надежности и резервам регенеративно-восстановительного потенциала организма в условиях хронического действия вредных факторов ОС и эволюционно закрепленной недостаточностью реакций восстановления. Это несоответствие может лежать в основе экологической обусловленности учащения развития хронических заболеваний, дистрофических и дегенеративных процессов, ускорения преждевременного старения (синдрома экологически обусловленной прогерии) и сокращения продолжительности жизни населения в экологически неблагополучных регионах страны.
Рассмотренные данные в целом укладываются также в гипотезу адаптационного детерминизма, которая объясняет повышение смертности пришлых жителей в экстремальных условиях среды снижением степени адаптационных возможностей организма [3]. Эти представления вполне укладываются и в широко распространенные в 1960-е годы теории старения, связывающие последнее со снижением адаптации организма
к неблагоприятным факторам внешней среды [8, 17]. Таким образом, серию рассмотренных выше данных и суждений об исходах компенсаторно-приспособительных перестроек организма в условиях сочетанного и длительного влияния промышленных загрязнений и экстремальных климатогеографических факторов можно обобщить в виде схемы (рисунок).
В этой связи, как никогда ранее, требуется всестороннее обсуждение нескольких наиболее правдоподобных версий, объясняющих неблагоприятные тенденции ухудшения здоровья и сокращения продолжительности жизни населения страны с целью разработки конструктивных сценариев действенной первичной профилактики и стратегии улучшения здоровья настоящего и будущих поколений, что тесно связано с обеспечением безопасности России. Среди этих версий весьма достоверной является излагаемая здесь концепция экологической обусловленности продолжающегося ухудшения здоровья нации и развития синдрома популяционной прогерии (преждевременного и ускоренного старения).
В этой связи задачей государственной важности становится приоритетное и целевое разрешение накопившихся опасных экологических проблем как основы истинно первичной и успешной профилактики, что не может быть решено в рамках только ведомственных задач органов системы здравоохранения.
Выводы
1. Широкое признание тезиса о существовании тесной функциональной взаимосвязи состояния здоровья населения и показателей загрязнения окружающей среды выдвигает в качестве важнейшей задачи экологической медицины изучение и оценку долевого вклада экологических изменений в возникновение, патогенез и патоморфоз наиболее распространенных заболеваний человека.
2. Динамическая оценка основных экологически обусловленных нарушений здоровья и заболеваний должна рассматриваться в качестве важного биоиндикатора экологического риска территории и составной части системы экологического мониторинга.
3. Типовая система комплексной экологической экспертизы хозяйственных проектов и оценки их воздействия на окружающую среду должна включать в себя в качестве обязательной составляющей антропо-экологический блок экспертизы и прогнозирования последствий реализации проектов любой масштабности в отношении их неблагоприятного воздействия на здоровье населения.
4. Повсеместно регистрируемые значительные изменения состояния здоровья взрослого и детского населения в очагах экологического риска и неблагополучия все более настоятельно требуют рассматривать состояние здоровья как категорию экономическую, а качество здоровья населения — как лимитирующий фактор стратегии социально-экономического развития городов, регионов и территорий страны.
5. Если характер взаимоотношений человека и биосферы условно уподобить различным вариантам взаимодействия вируса и организма, то их можно уложить в три модели: первую, когда вирус, преодолевая иммунологические механизмы защиты, уничтожает организм; вторую, когда организм, мобилизуя защитные механизмы, уничтожает вирус, и третью, когда вирус и организм, не уничтожая друг друга, коадаптируются и коэволюционируют. Вероятно, человечество, пережив, к счастью, последствия первой модели и попав под угрозу опасных последствий второй, сознательно должно действовать по сценарию, который диктуется третьей моделью. Тем более что такой путь наиболее соответствует идеям ноосфероге-неза по В. И. Вернадскому и концепции устойчивого развития.
Список литературы
1. Акимова Т. А. Основа экоразвития: Учебное пособие / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. — М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1994. — 312 с.
2. Анохин П. К. // Вестн. АМН СССР — 1965.— № 5.— С. 19—28.
3. Гаврилов Л. А. Биология продолжительности жизни / Л. А. Гаврилов, Н. С. Гаврилова. — М.: Наука, 1991. — 280 с.
4. Гичев Ю. П. // Вестник РАМН. — 1995. — № 8. — С. 52—54.
5. Гичев Ю. П. Современные проблемы экологической медицины / Ю. П. Гичев. — Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 1996. — 174 с.
6. Гичев Ю. П. Экологическая обусловленность основных заболеваний и сокращения продолжительности жизни / Ю. П. Гичев. —Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2000. — 90 с.
7. Государственный доклад о санитарно-эпидемичес-кой обстановке в России в 1994 году // Здравоохр. Рос. Федерации. — 1996. — № 3. — С. 8—13.
8. Давыдовский И. В. Геронтология / И. В. Давыдовский. — М.: Медицина, 1966. — 300 с.
9. Дажо Р. Основы экологии / Р. Дажо; Пер. с фр. — М.: Прогресс, 1975. — 415 с.
10. Котляков В. М. //Вестн. РАМН. — 1994. — Т. 64, № 3. — С. 217—220.
11. Профилактика неинфекционных болезней. Опыт и перспективы / Под ред. Е. Лепарского // ВОЗ, Европейское региональное бюро. — Копенгаген, 1991. — 496 с.
12. Экологические аспекты медицины / Под ред. Ю. П. Гичева. — Новосибирск, 1995. — 174 с.
13. Abrams H. L. // J. Appl. Nutr. — 1985. — Vol. 35.
— P 78—88.
14. Dobberkan H. H, Horn K. // Z. ges. Hyg. — 1986.
— N 4. — P. 231 — 233.
15. Economos A. C. // Gerontology. — 1985. — Vol. 31.
— P. 106—111.
16. Epstein F. H, Holland W. W. // Int. J. Epidem. — 1983. — Vol. 12. — P. 135 — 137.
17. Strehler B. Time, cells and Ageing / B. Strehler. — New York; London, 1962. — 347 p.
18. Waller R. E. // Journal of the Royal College of Physicians. — London, 1971. — Vol. 5. — P. 362—36.
19. Yablokov A. Aspects of demography, health and environment in Russian / A. Yablokov, A. Demin // Paper presented at General Assembly of CLOBE International. — Moscow. — 1994. — 31 Aug. — 2 Sept. — 141 p.
BIOLOGICAL ASPECTS OF ECOLOGICAL CAUSES OF PREMATURE AGING (POPULATION PROGERIA) AND REDUCTION OF LIFE EXPECTANCY OF THE RUSSIAN POPULATION
Yu. P. Gichev
Scientific Center of Clinical and Experimental Medicine RAMS, Novosibirsk
The data and opinions about outcomes of compensatory-adaptive changes of an organism in conditions of combined and long influence of industrial pollution and extreme climatic-geographic factors are considered. The conception of ecological causes of the nation health degradation going on and the development of the population progeria syndrome is given.
Key words: the environment, industrial pollution, recreation natural processes, population progeria.
