Хімічний склад води як причина масових неінфекційних захворювань
Хімічний склад ВОДИ ЯК ПРИЧИНА масовим неінфекційним захворюванням
Хімічний склад ВОДИ ЯК ПРИЧИНА масовим неінфекційним захворюванням
Водний фактор істотно впливає на здоров'я населення. Цей вплив може бути як прямим (безпосереднім), так і непрямим (опосередкованим). Непряме вплив проявляється насамперед в обмеженні споживання води, що має несприятливі органолептичні властивості (смак, запах, забарвлення). Вода може бути причиною масових інфекційних захворювань. А за певних умов може бути причиною і масових неінфекційних захворювань.
Виникнення масових неінфекційних захворювань серед населення пов'язується з хімічним, а точніше з мінеральним складом води.
У складі тваринних організмів виявлено близько 70 хімічних елементів, в тому числі 55 мікроелементів, які в сумі складають близько 0,4-0,6% живої ваги організмів. Всі мікроелементи можна розділити на 3 групи. До першої групи належать мікроелементи, які постійно утримуються в тварин організмах і роль яких у процесах життєдіяльності чітко встановлена. Вони відіграють значну роль в зростанні і розвитку організму, кровотворенні, розмноженні. Входячи до складу ферментів, гормонів і вітамінів, мікроелементи виконують роль каталізаторів біохімічних процесів. Сьогодні для 14 мікроелементів достовірно встановлена їх біохімічна роль. Це такі мікроелементи, як Fe, Zn, Cu, J, F, Mn, Mo, Co, Br, Ni, S, P,
До другої групи мікроелементів відносяться ті, які також постійно містяться в тваринних організмах, але їх біохімічна роль або мало вивчена, або не вивчена зовсім. Це Cd, Sr, Se, Ra, Al, Pb і ін.
Недолік або надлишок життєво важливих мікроелементів першої групи в їжі призводить до порушення обміну речовин і виникнення відповідного захворювання.
Найчастіше надходження мікроелементів в організм людини відбувається таким шляхом: грунт - рослини - тварини організми - людина.
Для деяких мікроелементів, наприклад фтору, характерний інший шлях: грунт - вода - людина, минаючи рослини.
У природі відбувається постійне розсіювання мікроелементів за рахунок метеорологічних факторів, води, а також життєдіяльності живих організмів. В результаті створюється нерівномірний розподіл мікроелементів у земній корі, формується недолік або надлишок мікроелементів в грунті і воді певних географічних районів. В результаті в цих районах виникають своєрідні зміни у флорі і фауні: від непомітних фізіологічних зрушень до змін форми рослин, ендемічних захворювань і загибелі організмів. Професор А. П. Виноградов і академік В. І. Вернадський розробили теорію "біогеохімічних провінцій", згідно з якою безперервно протікають в земній корі геохімічні процеси і зміни хімічного складу організму є процесами взаємопов'язаними.
Що розуміють під "биогеохимическими провінціями"? Це такі географічні райони, де причинним фактором захворювань є характерний мінеральний склад води, рослинності і тварин внаслідок нестачі або надлишку мікроелементів в грунті, а захворювання, що виникають в цих районах, - називають геохімічними ендемії або ендемічними захворюваннями. Під цією групою захворювань і розуміють типові масові захворювання населення неінфекційної природи.
Однією з поширених ендемій є уровская хвороба, або хвороба Кашина - Бека. Це захворювання вперше виявлено та описано в 1850-х рр. і ендемічної для гірничо-тайгових, болотистих районів.
Назва уровская хвороба отримала за назвою річки рівнів, припливу Аргун, що впадає в Амур. Вперше була описана лікарем Н. І. Кашин в 1856 р і на початку 1900-х рр. Е. В. Беком. Її основне вогнище розташований в Забайкаллі по долині річок Уро-ва, Урюмкан, Зея на території Читинської області, частково - в Тернополі і Амурської областях. Крім того, уровская хвороба широко поширена в Північній Кореї і Північному Китаї; виявлена в Швеції.
Уровська хвороба розвивається переважно в дитячому віці 6-15 років, рідше в 25 років і старше. Процес розвивається мед
повільно, уражається переважно кістково-суглобова система. Найбільш раннім і основною ознакою є короткопалость рук з симетрично деформованими і потовщеними суглобами. Населення і більшість дослідників пов'язують уровскую хвороба з водним фактором.
Таблиця 6.10Фтор в воді вододжерел різних країн
(По М. Г. Коломейцевої, 1961)
Середньодобова фізіологічна потреба у фторі для дорослої людини складає 2,000-3,000 мкг / сут, і 70% її чоловік отримує з водою і тільки 30% - з їжею. Для фтору характерний малий діапазон доз - від токсичних до біологічно корисних.
З фтором пов'язують поширення двох груп масових і абсолютно різних захворювань - гіпо- та гіперфторозов.
Однак карієс - це частковий вияв гіпофторозних станів. Майже 99% фтору в організмі знаходиться в складі твердих тканин. М'які тканини бідні фтором. При дефіциті F відбувається його мобілізація з кісткової тканини в позаклітинне рідина. Істотну роль в цьому процесі відіграє рН.
При карієсі зубів і остеопорозі мінеральна частина кісткової тканини розчиняється під впливом кислот. У першому випадку кисле середовище створюється бактеріями, що населяють порожнину рота, а в другому - остеокластів і іншими кістковими клітинами, резорбує-ські мінеральні компоненти кістки.
Розрізняють декілька видів гіпофторозов:
- внутрішньоутробний, вроджений, супроводжується недорозвиненням скелета. Найчастіше зустрічається в ендемічних районах;
- гіпофтороз дітей грудного та раннього дошкільного віку супроводжується уповільненим прорізуванням зубів, темпом зростання, рахіт;
- гіпофтороз дітей шкільного віку частіше проявляється у вигляді карієсу зубів;
- гіпофтороз дорослих супроводжується явищами остеопо-троянда і остеомаляції.
В особливі форми виділяють гіпофтороз вагітних і жінок постклімактеричного періоду. У ці періоди життя у жінки йде активна втрата мінеральних речовин, що супроводжується розвитком остеопорозу. У самостійну групу виділяють старечий гіпофтороз.
Однак і надлишкові, надмірні концентрації в питній воді фтору призводять до патології. Тривале вживання води, що містить фтор в концентрації вище 1,0-1,5 мг / л, сприяє виникненню флюорозу (від латинської назви Fluo-rum).
Флюороз - вельми поширена геохимическая ендемію. Найчастіше виникнення цього захворювання пов'язане з використанням для пиття води з підземних горизонтів. У підземних водах фтор зустрічається в концентраціях до 3-5 мг / чи вище, іноді до 27 мг / чи вище.
Флюороз характеризується своєрідним бурим кольором і крапчастість зубів. Перші клінічні ознаки захворювання проявляються в зміні емалі зубів. На поверхні емалі з'являються Меловідниє смужки і плями; в подальшому відбувається фарбування емалі в коричневий колір, флюорозние плями повели-
Мал. 1. Флюороз зубів:
а - 1-я стадія - окремі Меловідниє плями; б - 2-я стадія - пігментація емалі; в - 3-тя стадія - руйнування зубної коронки
Мал. 2. Ендемічний флюороз скелета:
а - рентгенограма з масивними звапнінням ребер і хребта; б - деформація нижніх кінцівок у дитини
чиваются, з'являється пігментація емалі темно-жовтого або коричневого кольору, настають незворотні зміни в зубах, що стосуються не тільки емалі, але іноді і дентину, аж до повного руйнування коронок. Протягом тривалого часу вважалося, що флюороз виражається тільки елективний поразкою зубів і скелета (рис. 2).
Однак фтор вражає багато органів і тканини.
При тривалому (протягом 10-20 років) споживанні води з концентрацією фтору 10 мг / чи вище можуть спостерігатися зміни з боку кістково-суглобового апарату: остеосклероз, дифузний остеопороз, кісткові відкладення на ребрах, деформація скелета. Фтор має виняткове спорідненість до всіх кальцинованої тканинам і внетканевим відкладенням кальцію. Тому часто атеро-склеротичні зміни судин супроводжуються місцевими відкладеннями фтору. Таким же вторинним фторозом часто супроводжується жовчно-кам'яна і сечокам'яна хвороба.
У стандарті США прийнятий новий підхід до нормування фтору в питній воді. Оптимальний рівень фтору для кожного населеного місця залежить від кліматичних умов. Кількість випитої води, а отже, і кількість фтору, яке над-
Визнання ролі кліматичного чинника, що визначає різну кількість споживаної води, в зв'язку з характерним для фтору вкрай обмеженим діапазоном доз від біологічно корисних до токсичних було враховано при нормуванні фтору
в СанПіН 2.1.4.1074-01.
При штучному фторування води концентрація фтору повинна підтримуватися на рівні 70-80% від нормативів, прийнятих для кожного кліматичного району. Найбільш дієвою профілактичним заходом щодо боротьби з карієсом зубів є фторування води на водопровідних станціях.
Нітратно-нітритний метгемоглобінемія. До 1950-х рр. нітрати питних вод розглядалися як санітарний показник, що характеризує кінцевий продукт мінералізації органічних забруднень. В даний час нітрати питних вод розглядаються і як токсикологічний фактор. Вперше про токсичну ролі нітратів у питній воді висловив припущення в 1945 р професор Х. Комлєв. Однак здатність нітратів викликати мет-гемоглобінемії була відома задовго до Х. Комлєв. Ще в середині минулого століття (в 1868 р) Гемджі вдалося довести, що додавання амілнітрату до крові веде до утворення метгемо-глобіну.
Який же патогенез виникнення метгемоглобінемії водного походження?
У здорової людини в крові завжди є невелика кількість метгемоглобіну (0,5-1,5%). Цей "фізіологічний" мет-гемоглобін відіграє в організмі дуже важливу роль, пов'язуючи ток-
Гемоглобін в крові розпадається на гем (Fe2 +) і глобин. Залізо гема (Fe2 +) окислюється до Fe3 +, перетворюючись в гематин, що дає стійке з'єднання з О2.
Метгемоглобін - це поєднання гематина (геміглобін) (т. Е. Окисленого гема, що містить Fe3 +) і глобіну, який не здатний вступати в оборотну зв'язок з О2, переносити і віддавати його тканинам.
Це те, що відбувається в крові. У шлунково-кишковому тракті нітрати ще в верхніх його відділах відновлюються нітратре-дуцірующей мікрофлорою, зокрема В. subtillis, до нітритів. Цей процес активно продовжується і в кишечнику, під дією E. coli; Clostridium perfringens. Нітрити в тонкому кишечнику всмоктуються в кров і тут вступають в реакцію з гемоглобіном. Надлишок нітратів виводиться через нирки.
Найбільш чутливі до дії нітратів у питній воді діти до року (грудні) за умови штучного вигодовування (суміші готують на воді, багатій на нітрати). Відсутність кислотності в шлунковому соку новонароджених (фізіологічна ахілія) веде до заселення верхніх відділів шлунково-кишкового тракту нітріфіцірующімі бактеріями, які відновлюють нітрати в нітрити перш, ніж вони встигають повністю всмоктатися. У дітей більш старшого віку кислотність шлункового соку пригнічує ріст нитрифицирующих мікрофлори. Іншим фактором, що впливає на підвищену всмоктуваність нітритів, є пошкодження слизової оболонки кишечника.
Важливу роль у виникненні метгемоглобінемії грає наявність у дітей раннього грудного віку фетального гемоглобіну, який набагато швидше окислюється в метгемоглобін, ніж гемоглобін дорослих. Крім того, цьому сприяє і чисто фізіологічна особливість грудного віку - відсутність ферменту метгемоглобінредуктази, що відновлює метгемоглобін в гемоглобін.
Сутність захворювання зводиться до того, що більша або менша частина гемоглобіну хворої дитини перекладається в мет-гемоглобін. Порушується доставка кисню тканинам, викликаючи ту чи іншу ступінь кисневого голодування.
Рівень метгемоглобіну, що перевищує 10%, є для організму критичним і викликає зниження оксигенації артеріальної і венозної крові, глибоке порушення внутрішнього дихання з накопиченням молочної кислоти, поява ціанозу, тахікардії, психічного збудження, сменяющегося комою.
Довгий час вважалося, що метгемоглобінемією можуть хворіти тільки діти раннього грудного віку. Професор Ф. М. Суботін (1961), обстежуючи дитячі колективи в Ленінградській області, встановив, що і діти більш старшого віку, від 3 до 7 років, також реагують освітою МШЬ при вживанні води, що містить нітрати. При цьому виражених клінічних симптомів не спостерігається, але при більш ретельному обстеженні дітей мають місце зміни з боку ЦНС, серцево-судинної системи, насичення крові О2. Ця симптоматика проявляється в умовах підвищеного фізичного навантаження. До цього фактору (підвищеному вмісту NO3) чутливі хворі з патологією верхніх дихальних шляхів, серцево-судинної системи.
Ендемічний зоб. Фізіологічне значення йоду визначається участю в синтезі гормону щитовидної залози - тироксину. При цьому специфічна гормональна функція щитовидної залози забезпечується надходженням йоду в організм ззовні: головним чином з їжею, а також з водою.
Зоб - це стійке збільшення щитовидної залози, обумовлене гіперплазію тиреоїдної паренхіми, є найбільш відомою і широко поширеною в Європі та Америці геохимической ендемією.
Вогнища ендемічного зобу спостерігаються головним чином у високогірних областях в глибині континентів (деякі райони Альп, Гімалаїв, Карпат, Паміру, Кавказу та ін.). Рідше ці осередки локалізуються по вододілах річок в місцевостях лісистих, торф'яно-болотистих з підзолистими грунтами (район Ладозького озера, деякі райони Сибіру,
Мал. 3. Зоб (збільшення щитовидної залози 4-го ступеня)
Мал. 4. Ендемічний зоб, кретинізм
Жінки більш схильні до цього захворювання, ніж чоловіки, що підтверджує статистика. У важких осередках жінки хворіють в 3 рази частіше за чоловіків (1. 1 до 1. 3), в осередках середньої тяжкості співвідношення становить від 1. 3 до 1. 5, в легенях - від 1. 5 до 1. 7.
У виникненні ендемічного зобу велика роль відводилася водного фактору, т. Е. Нестачі йоду в воді. Насправді це не зовсім так.
Добова потреба в йоді становить 100-200 мкг йоду на добу. У той же час добовий баланс йоду становить 120-125 мкг (по А. П. Виноградову) і складається:
70 мкг - з рослинної їжі;
40 мкг - з тваринної їжі;
5 мкг - з повітря.
Таким чином, фізіологічно необхідні кількості йоду організм одержує не з питною водою, а з продуктами харчування. Це підтверджується і тим, що водопровідна вода Москви, Харкова містить виключно мало йоду (1,6 мкг / л), проте в цих містах немає ендемічного зобу, так як населення їх харчується привізними продуктами, що забезпечують сприятливий йодний баланс. Тому є достатньо підстав вважати, що у виникненні ендемічного зобу основна роль належить харчового фактору.
бом. Однак мала концентрація йоду у водних джерелах даної місцевості може мати сигнальне значення, бо свідчить про несприятливі місцевих природних умовах, здатних викликати зобну ендемії.
До основних заходів профілактики слід віднести йодування кухонної солі.