Тема №1. «Введение в медико-биологические основы БЖД

Тема №1. «Введение в медико-биологические основы БЖД. Предмет, задачи и
научные основы».
МБО БЖД – комплексная дисциплина, изучающая взаимодействие окружающей
среды и человека. Предметом являются свойства среды, проявляющиеся во влиянии на
здоровье человека, а целью – разработка профилактических мероприятий,
обеспечивающих сохранение оптимального здоровья человека, его долгой творческой
активности.
Приоритетные задачи:
- выявление причинно-следственных связей и факторов, вызывающих
экологически и производственно обусловленные, профессиональные заболевания;
- профилактика заболеваний на основе анализа, моделирования и прогнозирования
неблагоприятных ситуаций в среде обитания человека;
- защита людей от экологически и производственно обусловленных заболеваний
путем снижения техногенных и природных нагрузок со стороны среды обитания, а также
использования лечебно-профилактических мероприятий;
- информационное обеспечение и образование по вопросам гигиены окружающей
среды.
Методы исследований:
- физиологические – для исследования функциональных изменений в организме
под влиянием условий и характера труда;
- клинико-статистические и санитарно-статистические – для изучения состояния
здоровья (общей и профессиональной заболеваемости) работающих;
- физические, химические, биологические и эргономические – для исследования
условий труда на производстве;
- экспериментальные исследования с применением физических, физикохимических, биологических, токсикологических и других методов.
Многообразие факторов, влияющих на организм человека в процессе трудовой
деятельности, экологического неблагополучия, продолжающееся ухудшение количества и
качества здоровья населения в настоящее время уже привело к тому, что состояние
здоровья, как трудно восполнимый ресурс, превратилось в лимитирующий фактор
социально-экономического развития страны.
Необходимо широкое осознание и практическое применение аксиомы о
потенциальной опасности любой деятельности, базового постулата о наличии тесной
функциональной взаимосвязи между состоянием здоровья населения и состоянием
окружающей среды – концептуальной основы формирования конструктивной экологоэкономической политики первичной профилактики рисков. Особого внимания требует
решение проблемы демографической ситуации в стране, в которой продолжительность
жизни является интегральным показателем безопасности жизнедеятельности.
Смертность от несчастных случаев стоит на 3-ем месте в мире после сердечно-сосудистых
и онкологических заболеваний, при этом, среди основных причин, в трудоспособном
возрасте. Значительное место ухудшению демографической ситуации, угрозы здоровью
принадлежит вредным условиям труда, являющихся риском профессиональных и
производственно обусловленных заболеваний работников, сокращения трудовой
активности, инвалидности и преждевременной смертности.
Необходимо программно-целевое планирование научно обоснованных
эффективных мероприятий по улучшению условий труда, экологической обстановки и
состояния здоровья населения на федеральном, региональном и муниципальном уровнях.
Тема №2 «Взаимосвязь человека со средой обитания».
Важнейшим системообразующим фактором жизнедеятельности человека,
приоритетным направлением всех природоохранных и профилактических мероприятий в
развитом обществе является здоровье человека.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) трактует здоровье человека – как
«состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только
отсутствие болезней или физических дефектов».
В настоящее время значимость здоровья особенно возросла, так как состояние
здоровья существенно изменилось и возникли новые закономерности характера и
распространенности заболеваний человека, демографических процессов в нашей стране.
Обобщенно эти изменения в состоянии здоровья характеризуются следующим
образом:
- значительно выше стала зависимость состояния здоровья человека от социальноэкономических условий, его среды обитания;
- появилась другая скорость изменения показателей, характеризующих здоровье (в
более короткие сроки);
- произошли характерные демографические изменения (постарение населения,
урбанизация, сдвиги в структуре смертности – с увеличением удельного веса
трудоспособного возраста);
- определился ряд заболеваний, частота которых резко возросла в последние годы
(болезни органов кровообращения, хронические неспецифические заболевания органов
дыхания, опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы,
отравления, травмы);
- увеличилась численность заболеваний, которые раньше встречались реже:
эндокринные, аллергические, врожденные пороки, болезни иммунной системы и др.;
- возросла заболеваемость некоторыми инфекционными и другими болезнями:
туберкулез, СПИД, дифтерит, гепатит, заболевания крови и др.;
- определилась многофакторность влияния на здоровье человека и появилась
необходимость системного подхода к профилактике заболеваний.
Основными мишенями воздействия агрессивных (негативных) факторов
окружающей среды на здоровье и вызываемые ими эффекты являются:
- генетический аппарат человека (ДНК, гены, хромосомы) с тяжелыми
поражениями функциональных систем организма, трансформацией тканей и клеток в
опухолевые (мутагенный, тератогенный и эмбриотоксический эффекты);
- репродуктивная функция мужчин и женщин, связанные с изменениями в
репродукции под воздействием на половые железы химических веществ, стресса,
недостаточного или несбалансированного питания и др.;
- иммунная система (защитная), чувствительность которой повышается при
действии вредных факторов окружающей среды;
- метаболизм человека (обменные процессы) с поражением печени при воздействии
тяжелых металлов, алкоголя, патогенных микроорганизмов и др.;
- нервная система человека (неврозы при воздействии не ЦНС стрессов,
переутомлений и др.);
- желудочно-кишечный тракт (в частности его микрофлора, в результате чего
возникает очень тяжелая и широко распространенная болезнь – дисбактериоз).
Основными защитными системами организма, компенсирующих
неблагоприятные внешние воздействия окружающей среды, являются:
- кожные покровы, противостоящие воздействию факторов, а также слизистые
оболочки легких и пищеварительного тракта, через которые поступают различные
вредные вещества, растворенные в воде или в атмосферном воздухе;
- печень, обладающая способностью к детоксикации вредных веществ,
поступивших в организм вместе с пищей, курением и алкоголем;
- иммунная система, включающая процессы и средства клеточной защиты от
загрязнений внешней среды (возбудителей заболеваний биологического происхождения).
В случаях, когда иммунная система испытывает перенапряжение (экологический стресс),
ее работа нарушается.
Заболевания иммунной системы широко распространены.
1-ая стадия таких патологий связана с повышенной чувствительностью системы,
приводящей к различным типам аллергозов и аллергий.
2-ой стадией является иммунодефицит (истощение иммунной системы), когда
организм катастрофически теряет сопротивляемость к любым болезням и поражений
(типичный пример – СПИД).
Чувствительность человеческого организма к воздействию неблагоприятной
окружающей среды зависит также и от его возрастных особенностей (более чувствителен
организм детей и лиц пожилого возраста), пола (женский организм более уязвим).
Анализаторы и рецепторы органов чувств (сенсомоторное поле).
Для того, чтобы запустить все системы в работу ЦНС человека должна иметь
информацию о состоянии внешней среды. Эту функцию выполняют различные
анализаторы и рецепторы (экстерорецепторы – воспринимают изменения в окружающей
среде и интерорецепторы – во внутренней). Рецептор преобразует энергию раздражителя
в нервный импульс, который передается проводящими путями в кору головного мозга.
Двусторонняя связь обеспечивает саморегуляцию анализатора, соответствующего органа
чувств (зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, осязательный).
Кроме них, мозг человека получает информацию не только из окружающей среды,
но и от рецепторов во всех внутренних органах, реагирующих на внешние условия
(вестибулярный анализатор).
В реальных условиях жизнедеятельности человека на каждый анализатор человека
действует одновременно несколько раздражителей, поэтому необходимо учитывать не
только возможности анализатора, но и те условия труда человека, в которых он будет
работать.
Тема №3 «Механизмы специфической и неспецифической защиты и устранения
повреждений в организме человека»
Общие принципы и механизмы адаптации организма человека к условиям
окружающей среды.
Связующим звеном между понятиями «здоровье» и БЖД является адаптация
(способность организма приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям
окружающей среды) и гомеостазис (способность организма сохранять стабильное
состояние внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека
– терморегуляции, кровообращения, газообмена, обмена веществ и др.) в условиях
колебаний внутренних и внешних раздражителей объектов окружающей среды. Эти
взаимосвязанные процессы обеспечивают безопасное функционирование человеческого
организма, его здоровье и даже жизнь.
В зависимости от характера внешнего воздействия и индивидуальной
характеристики внутренней среды организма человека функциональное состояние может
находиться в одном из четырех «режимов» (стадий фазового течения):
1. Состояние нормальной адаптации к условиям окружающей среды с
достаточными резервами функциональных возможностей организма и поддержанием
гомеостаза при минимальном напряжении регуляторных систем. Такое функциональное
состояние оптимально (комфортно) для человека и он может в нем пребывать без ущерба
для здоровья.
2. Состояние напряженной удовлетворительной адаптации к условиям
окружающей среды с расходованием резервов функциональных возможностей организма
и поддержанием гомеостазиса с напряжением регуляторных систем. Это функциональное
состояние допустимо для человека на относительно короткий срок, после чего организм
должен вернуться в состояние нормальной адаптации (1), в противном случае состояние
при продолжение воздействия комплекса неблагоприятных факторов перейдет в
следующую стадию (3).
3. Состояние неудовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды
при недостаточности основных функциональных возможностей организма и поддержании
гомеостазиса за счет включения дополнительных компенсаторных механизмов. Данное
состояние нежелательно для организма человека и без внедрения специальных мер
профилактики может легко перейти в следующую стадию (4).
4. Состояние дезадаптации (срыв механизмов адаптации) при недостаточности
функциональных возможностей организма и нарушении гомеостазиса, требующее
срочного специального вмешательства, иначе оно грозит организму гибелью.
В обычных условиях нормально меняющейся внешней среды организм, успешно
справляющийся с необходимостью адаптации и поддержания гомеостазиса, является
здоровым (состояние 1), которое чередуется с состоянием 2 в зависимости от условий
внешней среды.
В случаях, когда организм для поддержания гомеостазиса включает механизмы
компенсаторных реакций (состояние 3) приходится говорить о состоянии предболезни,
когда клинических симптомов еще нет, но и сказать, что человек здоров уже нельзя. А
если организм не может адаптироваться к условиям внешней среды (состояние 4), он
заболевает и/или гибнет.
Таким образом, обеспечение безопасности человека состоит в таком регулировании
внешней среды и функционировании внутренней среды организма, которое в условиях
воздействия этой среды позволяет организму оставаться в пределах своих адаптационных
возможностей (состояния 1и 2).
Основные меры повышения эффективности адаптации:
- неспецифические (активный отдых, оптимальные физические нагрузки,
адаптогены, терапевтическая дозировка курортных факторов и др.);
- специфические меры основаны на повышении сопротивляемости организма к
какому-либо определенному фактору среды (холоду, высокой температуре, гипоксии и
т.п.).
Инфекционные заболевания и защитные силы организма. Иммунитет.
Фагоцитоз.
Инфекционные заболевания – это заболевания, которые вызваны живыми
организмами (возбудителями): микробами, вирусами, простейшими. Попадая в организм
они начинают использовать для своего питания и размножения вещества (клетки и ткани)
организма, повреждая их разрушая. Но, несмотря на это, не все люди заболевают, так как
в процессе эволюции у человека выработались защитные приспособления, позволяющие
противостоять агрессии возбудителей инфекции, способность обнаруживать и
обезвреживать чужеродные вещества, оказавшиеся в организме. Это иммунная защита, а
способность организма отличать собственные соединения, входящие в состав клеток,
тканей, органов от чужеродных соединений и их уничтожать – называется
иммунитетом.
Чужеродные соединения называют антигенами, а клетки, уничтожающие эти
соединения непосредственно или с помощью особых химических соединений получили
название антител. Антитела при контакте с соответствующими им анигенами способны
входить в них и обезвреживать, растворять, склеивать в безопасные комки и т.п. С
деятельностью иммунной системы связаны красный костный мозг, тимус (вилочковая
железа), селезенка и многочисленные лимфатические железы (более 70% - в желудочнокишечном тракте). Иммунную реакцию осуществляют лейкоциты (белые кровяные
тельца), а среди них наибольшее значение имеют лимфоциты.
Иммунная реакция, как разновидность защиты организма при воспалительном
процессе, называется фагоцитозом, а особые клетки животных и человека, способные к
активному захвату и поглощению носят название фагоцитов (сюда относятся некоторые
типы лейкоцитов, клетки макрофагической системы – РЭС).
Виды иммунитета:
- иммунитет естественный (врожденный, приобретенный), который образуется
в результате заболевания или существует с рождения;
- иммунитет искусственный (полученный искусственным путем) 2-х видов:
активный (вакцинация) и пассивный (сыворотка из готовых антител против
инфекции).
Тема №4 «Основные принципы гигиенического нормирования опасных и вредных
факторов среды обитания человека»
На протяжении всей своей жизни человек постоянно подвергается воздействию
разнообразных меняющихся по интенсивности и экспозиции факторов окружающей и
производственной среды. К ним относятся:
- физические (повышенная или пониженная температура, влажность и подвижность
воздуха; электромагнитные излучения неионизирующие радиочастотного и оптического
диапазонов; ионизирующие излучения (радиация); шум и вибрация; пыль и др.);
- химические (разнообразные химические соединения, в т.ч. биологической
природы – медпрепараты, получаемые химическим синтезом или контролируемые
методом химического анализа);
- биологические (патогенные микроорганизмы – возбудители инфекционных
заболеваний);
- социальные (психофизиологические, психосоциальные, стрессовые воздействия;
тяжесть и напряженность труда).
Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению
неблагоприятного воздействия этих факторов на организм человека, включающих полный
запрет производства и применения веществ, запрет поступления в окружающую среду,
замена вредного и опасного фактора менее вредным и опасным, которые при современном
состоянии дел с производственными фондами применяемого технологического
оборудования не реальны. Поэтому необходимо ограничение (регламентация) содержания
в объектах окружающей среды и уровней воздействия факторов среды обитания человека,
опасных и вредных для его жизни и здоровья, на основе их гигиенического нормирования.
Гигиеническое нормирование – это установление в законодательном порядке
безопасных для человека уровней воздействия вредных и опасных факторов окружающей
и производственной среды (ПДК, ПДУ, ГН и др.).
По природе и назначению гигиенические нормативы основаны на медикобиологических критериях, направленных на защиту здоровья человека от прямых или
опосредованных через экологические системы вредных и опасных факторов.
Существуют единые принципы гигиенического нормирования факторов среды
обитания:
1.
Гигиенические нормативы носят государственный характер и обязательны
для соблюдения всеми органами, организациями, работодателями –
индивидуальными предпринимателями и физическими лицами.
2.
Обязательное соблюдение опережающего обоснования норматива по
сравнению с появлением вредного и опасного фактора в окружающей и
производственной среде.
3.
Принцип безвредности – основан на том, что при установлении
гигиенического норматива принимаются во внимание только особенности
его действия на организм человека и санитарно-гигиенические условия его
жизни, обеспечивая приоритетные направления профилактики.
4.
Принцип дифференциации биологических ответов, учитывая, что не все
население реагирует в равной степени на одно и то же воздействие,
отличаясь большей или меньшей чувствительностью. Так, при
установлении гигиенических нормативов для производственной среды
учитывается, что воздействию вредных и опасных факторов подвергаются
лица трудоспособного возраста, проходящие профилактические
медосмотры, с воздействием фактора в течение 8 часов на протяжении
трудового стажа.
5.
Принцип разделения объектов санитарной охраны учитывает
специфичность и изменчивость физико-химических свойств атмосферного
6.
7.
8.
9.
10.
воздуха, воды, почвы, пищевых продуктов с особенностями их
воздействия на организм и длительностью контакта.
Принцип учета всех возможных неблагоприятных воздействий на среду и
организм человека, с соответствующим показателем вредности для
каждого вида неблагоприятного воздействия, действующая величина
которого устанавливается в эксперименте.
Принцип пороговости, исходя из того, что не всякое воздействие фактора
окружающей среды можно признать вредным и опасным (изменения
могут быть функциональными, адаптационными). Поэтому при
установлении пороговых доз и концентраций дифференцированно
учитывается состояние адаптационно-приспособительных механизмов.
Принцип зависимости эффекта от концентрации (дозы) и времени
воздействия, когда определяется не только время появления
биологического эффекта, но и его качественные характеристики (доза –
время – эффект).
Принцип комплексного гигиенического нормирования, так как в реальных
условиях человек подвержен не изолированному воздействию какого-либо
одного вещества, а сложному многофакторному влиянию
(комбинированному, комплексному и сочетанному) факторов.
Принцип относительности норматива, когда при получении новых
научных данных с использованием более чувствительных методов
возможен пересмотр гигиенического норматива.
Многие из этих принципов нашли отражение в определении одного из ведущих
нормативов – ПДК вредных веществ во внешней среде – это такая концентрация, при
воздействии которой на организм человека периодически, или в течение всей жизни,
прямо или косвенно через экологические системы, не возникает заболеваний (в т.ч.
скрытых и временно компенсированных) или изменений состояния здоровья, выходящих
за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых
современными методами сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и
последующего покалений.
Тема №5 «Основы промышленной токсикологии. Химические факторы среды
обитания»
В мире насчитывается более 100 млн. химических веществ и около 100 тыс.
ежегодно синтезируется. Химические вещества существуют во всех средах обитания
человека (воздухе, воде и почве), а следствием попадания в организм чужеродных
химических соединений может быть его отравление и вызвавшее отравление вещество
рассматривается в качестве яда. Науку, изучающую законы взаимодействия живого
организма и яда называют токсикологией, установившей факт, что «токсичность
вещества тем больше, чем меньше его количество (доза) вызывает расстройство
жизнедеятельности организма». Чаще всего токсическое влияние оказывают чуждые
живому организму вещества, получившие название – ксенобиотики.
Вредное воздействие химических соединений проявляется в виде заболевания или
нарушения состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами как в процессе
контакта с веществами, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих
поколений.
Патологическое состояние, развивающееся в следствие взаимодействия
вредного химического вещества с организмом, называют интоксикацией или
отравлением (острым либо хроническим). По принятой терминологии отравлением
называют только те интоксикации, которые вызваны ядами, поступившими извне
(«экзогенными» ядами).
Количество химических соединений, используемых в настоящее время настолько
велико, а характер биологического действия настолько разнообразен, что применяют
несколько видов классификаций. В обобщенном виде схематично можно представить
классификацию токсических веществ по времени воздействия, по форме и времени
проявления эффекта (см. рис. 5.1.).
Рис.5.1.
Классификация токсических веществ по времени воздействия на организм человека, по форме
и времени проявления эффекта.
I.
Воздействие по времени
II. Проявление эффекта во
времени
кратковременное
немедленное
долговременное
отдаленное
В том же поколении
III. Формы проявления эффекта
В последующих поколениях
Хроническая токсичность
острая токсичность
канцерогенез
хроническое
мутагенез
эмбриотоксичность
тератогенез
По характеру воздействия (специфике биологических факторов) выделяют
следующие группы веществ:
- общетоксического действия, вызывающие отравления всего организма (оксид
углерода, свинец, ртуть, мышьяк, цианистые соединения и др.);
- раздражающего действия на кожные покровы, слизистые оболочки глаз, верхние
дыхательные пути (хлор, аммиак, сернистый газ, оксиды азота, озон и др.);
- сенсибилизирующего действия – аллергены, вызывающие повышенную
чувствительность (формальдегид, растворители, лаки и др.), способствующие развитию
аллергических заболеваний (бронхиальной астмы, конъюнктивита, дерматиты и др.);
- мутагенные действия с повреждением генетической наследственной функции
организма человека (оксиды азота, свинец, нитриты, нитраты, радиоактивные материалы,
алкалоиды, продукты нефти и сжигания угля, пестициды и др.);
- тератогенного действия, приводящие к отклонениям в развитии эмбриона,
формированию уродств, аномалий (метилртуть, этиловый спирт, мышьяк, свинец и др.);
- канцерогенного действия, вызывающие онкологические заболевания – рак (никель
и его соединения, амины, оксиды хрома, асбест, полициклические ароматические
углеводороды, 3,4-бенз(а)перен. и др.);
- репродуктивного действия, снижающие детородную функцию у мужщин и
женщин (ртуть, свинец, марганец, радиоактивные вещества и др.).
С учетом степени токсичности, опасности вредные вещества подразделяются на 4
класса:
1 класс – чрезвычайно опасные, с ПДК менее 0,1 мг/м3 (ртуть, свинец, соединения
хрома, 3,4-бенз(а)перен и др.);
2 класс – высокоопасные, с ПДК от 0,1 до 1,0 мг/м3 (формальдегид, акролеин, хлор,
щелочи, кислоты и др.);
3 класс – умеренно опасные, с ПДК от 1,1 до 10,0 мг/м3 (оксиды азота, сероуглерод,
стирол, толуол, ксилол и др.);
4 класс – малоопасные, с ПДК более 10 мг/м3 (оксид углерода, аммиак, бензин,
керосин, спирт этиловый и др.).
Тема № 6 «Факторы, определяющие воздействие ядов на организм человека.
Токсикометрия».
Под токсичностью понимают способность химических веществ вызывать
нарушение жизнедеятельности организма (отравление), а количественной оценкой
токсичности и опасности занимается раздел токсикологии – токсикометрия,
позволяющая осуществлять целенаправленный отбор менее токсичных и опасных веществ
на стадии синтеза новых соединений для последующего внедрения их в сферу
производства и быта.
Токсикология предусматривает определение в эксперименте параметров
токсичности химических веществ на разных уровнях воздействия и опасность
возникновения отравления в тех или иных условиях контакта с ядом.
Основные токсикологические характеристики.
Степень токсичности веществ измеряется его абсолютным количеством (дозой),
вызывающим определенный биологический эффект (патологические изменения в
организме). На практике установление параметров токсичности и опасности химических
соединений осуществляется моделированием интоксикаций в острых, подострых и
хронических экспериментах на лабораторных животных, которые экстраполируются
(переносятся) непосредственно на человека и в дальнейшем уточняются наблюдением за
здоровьем людей.
Неблагоприятный эффект воздействия различных доз и концентраций может
проявляться в форме гибели организма или его функциональных изменений. В первом
случае говорят о летальных (смертельных) концентрациях (ЛК или CL) или дозах (ЛД или
DL), во втором – о действующих, пороговых или недействующих концентрациях (дозах).
Существуют следующие дозы (концентрации) вредных веществ:
- минимальная смертельная доза (концентрация) вещества ЛДмин. (ЛКмин.) – это
наименьшее количество (концентрация) вещества, уже способное вызвать гибель
отдельных животных;
- максимальная (абсолютно смертельная) или 100% доза (концентрация) –
наименьшее количество вещества, которое вызывает гибель всех подопытных животных
ЛДмакс. (ЛД100), ЛКмакс. (ЛК100).
Так как данные величины изменяются в широких пределах вследствие
индивидуальной чувствительности живых организмов и различных условий, то чаще
указывают величины наиболее объективные и достоверные – среднесмертельные дозы и
концентрации (ЛД50 или ЛК50), которые вызывают гибель половины (50%) всех
подопытных животных. В зависимости от места введения ЛД50 подразделяются: на ЛД50ж
– среднесмертельная доза при введении в желудок и ЛД50к – среднесмертельная доза при
нанесении на кожу. Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе ЛК50 – это
концентрация вещества, вызывающая гибель 50% испытуемых животных при
ингаляционном воздействии в течение 2-4 часов.
Опасность веществ устанавливается не только по показателям острой токсичности,
учитывается также степень опасных хронических отравлений по зонам острого и
хронического действия, пороги вредного действия (однократного, хронического и
специфического).
Кроме установления указанных параметров токсичности рассчитывается
коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), определяемый
отношением насыщающей концентрации вещества при 20ºС к среднесмертельной
концентрации:
КВИО=ЛКмакс/ЛК50, из которого следует – чем больше КВИО тем опаснее
вещество.
Кумуляция химических соединений.
Кумуляция – это суммирование действия повторных доз вредных веществ, когда
последующая доза поступает в организм раньше, чем заканчивается действие
предыдущей. При кумуляции поступление вещества в организм превышает выведение его
из организма.
Различают 3 вида кумуляции: материальную (химическую), функциональную и
смешанную.
При материальной кумуляции происходит не просто накопление вещества, а его
участие в возрастающем количестве в развитии токсического процесса (накопление яда).
Это касается тяжелых металлов, оксида углерода и цианидов.
При функциональной кумуляции конечный токсический эффект зависит не от
постепенного скопления небольших количеств вредных веществ, а от его повторного
действия на определенные клетки организма. Действие небольших количеств вещества на
клетки суммируется и в результате приводит к токсическому эффекту (накопление
изменений). К ним относятся химические мутагены.
При смешанной кумуляции фиксируются не молекулы веществ, а их осколки,
характерно присоединение материальной частицы, однако исходное вещество
разрушается, и накапливаться не может. К таким веществам относятся
фосфорорганические соединения.
Эти виды кумуляции характеризуют кумулятивные свойства веществ только с
качественной стороны.
Количественная оценка кумулятивного эффекта вредного вещества называется
коэффициентом кумуляции (Ккум) и определяется как отношение величины суммарной
дозы вещества, полученной организмом при многократном дробном введении вещества
в количестве, равном среднесмертельной дозе (концентрации) – ΣЛД50 к величине той
же дозы, но при однократном введении (ЛД50), т.е. вызывающий подобный эффект при
одноразовом введении.
Ккум=ΣЛД50/ЛД50
Для сравнительной оценки способности токсических веществ к кумуляции
существует классификация с условным выделением 4 групп:
Степень кумуляции токсичных веществ – Ккум (%)
- сверхкумуляция…………………≤1
- выраженная кумуляция…………1-3
- средняя кумуляция………………3-5
- слабая кумуляция………………..>5
Изучение кумулятивного действия необходимо при решении задач охраны
окружающей среды, учитывая, что небольшие количества вещества могут действовать в
течение длительного времени, иногда в течение одного или нескольких поколений,
накапливаясь в организме.
В случаях высоких концентраций химических веществ преобладает срыв адаптации
организма с переходом состояния функциональных изменений в патологический
компенсированный процесс (предболезнь), в основе которого биохимические нарушения
систем.
Организм человека частично сохраняет способность приспосабливаться
(адаптироваться) к изменяющимся условиям окружающей среды до самой смерти. Но при
нарушении жизнедеятельности во время болезни наступает декомпенсация функций и
обнаруживаются явные патологические изменения вместо временно скрытой патологии
(компенсационной) с развитием острых или хронических отравлений.
Тема №7 «Факторы, определяющие развитие отравления и другие повреждения
организма человека при воздействии загрязнений окружающей среды»
Влияние загрязнений атмосферного воздуха на здоровье человека.
Вещества, загрязняющие атмосферный воздух, многочисленны, разнообразны и
неодинаковы в отношении вредного воздействия на человека.
Вследствие своей токсичности и вредности важное гигиеническое значение имеют
свинец, мышьяк, ртуть, кадмий, фенол, формальдегид и др. Наиболее активными по
химическому взаимодействию с компонентами атмосферы и биосферы являются
соединения серы, азота, фосфора, галогенов, фенолов и формальдегид.
Приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха являются:
- автотранспорт (около 90% всех загрязнений). Автомобили выбрасывают в
воздушный бассейн более 200 токсичных химических веществ в составе выхлопных
(отработанных) газов: оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и др.;
- авиатранспорт (при взлете 4-х моторного реактивного самолета выбрасывается
количество токсичных газов, равное по объему выхлопных газов 6800 автомобилей);
- теплоэлектростанции. Вместе с золой ТЭЦ, работающих га угле, выбрасываются в
воздушную среду мышьяк, селен, оксиды железа, кальция и магния, оксиды серы, оксиды
азота, диоксиды углерода и др;
- промышленные предприятия (черной и цветной металлургии,
нефтеперерабатывающие и коксохимические заводы, предприятия биотехнологии,
строительной индустрии и т.д.).
Гигиенические особенности неблагоприятного воздействия атмосферных
загрязнений на здоровье человека в общем виде следующие:
1. Увеличение объемов загрязнения воздуха (ежегодно).
2. Разнообразие загрязнений (чаще всего эффект суммации нескольких
загрязняющих веществ, либо потенцирования – усиления).
3. Необычность многих загрязнений для организма человека (загрязнение
воздушной среды новыми химическими веществами, пред которыми организм
беззащитен).
4. Возможность массивного поступления в организм вредных веществ.
5. Особая опасность ингаляционного поступления токсичных веществ (через
легкие, когда яд в 80-100 раз действует сильнее по сравнению с его поступлением через
ЖКТ).
6. Трудность защиты и неотвратимость действия (загрязнение воздуха действует на
все группы населения в течение 24 часов в сутки).
7. Недооценка опасности (чаще всего медленное, незаметное, но постоянное
действие загрязнений с опозданием принятия мер защиты).
Вредное воздействие атмосферных загрязнений на здоровье по времени проявления
эффекта разделяются на 2 основные группы: острое отравление (когда эффект наступает
непосредственно за периодом возрастания концентраций вредных веществ до
критических величин) и хроническое (в результате длительного влияния атмосферных
загрязнений малой интенсивности).
Меры профилактики должны носить комплексный характер (планирование,
технические, научные и законодательные):
- перевод городского автотранспорта на неэтилированный бензин и другие
альтернативные виды (электромобили, троллейбусы, газогенераторные и др.);
- оснащение автомобилей нейтрализаторами отработанных газов, запрещение
выхода на линию с неотрегулированными двигателями, и без предварительных замеров
выхлопных газов на содержание вредных веществ – своевременный техосмотр личного
автотранспорта;
- строительство объездных дорог, тоннелей и другие планировочные решения
(транспортные развязки и т.п.);
- эффективные очистные сооружения источников выбросов ТЭЦ, промпредприятий
(золоуловители, пылеотстойные комоды, фильтры, циклоны, скрубберы и др.);
- модернизация существующих энергетических систем с разработкой новых
источников энергии (силы ветра, воды, геотермальных источников и др.);
- соблюдение действующего законодательства РФ о санэпидблагополучии
населения (санитарно-защитных зон, ПДВ), ГН 2.1.6.1338-03 «ПДК загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
Влияние загрязнений воды на здоровье человека.
При наличии в питьевой воде возбудителей инфекционных заболеваний вода
является источником их распространения и опасна в эпидемиологическом отношении.
Через воду передаются холера, брюшной тиф, дизентерия, туляремия, бруцеллез,
инфекционный гепатит, полимиэлит, гельмитозы. Возбудители инфекции попадают в
организм через ЖКТ, а также при купании через слизистые оболочки губ, рта, носа и
поврежденную кожу.
Проблемы, связанные с химическим составом воды в возникновении заболеваний,
возникают при длительном воздействии. Особое внимание уделяется веществам,
обладающим кумуляторным токсическим действием (тяжелые металлы и некоторые –
фтор, стронций, уран, молибден, йод, медь, цинк и др.).
Люди, проживающие в некоторых районах, могут получать с пищей и водой
недостаточное или избыточное количество какого-либо микроэлемента, а
обнаруживаемые у них заболевания называются геохимическим эндемиями. Так,
недостаток йода во внешней среде проявляется в заболевании – эндемический зоб,
другой геохимической эндемией является флюороз – при избыточном поступлении в
организм количества фтора.
Большое гигиеническое значение имеют также органолептические свойства воды
(вкус, запах, прозрачность, цвет). Основные направления профилактики отражены в ГОСТ
2874-82 «Вода питьевая. Нормы качества», СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода.
Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого
водоснабжения. Контроль качества», СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к
охране поверхностных вод».
Влияние загрязнений почвы на здоровье человека и санитарные условия
жизни.
Почва является важнейшим компонентом среды обитания человека и животных,
неотъемлемой частью экологической системы, по сути естественной лабораторией с
беспрерывно протекающими сложными процессами разрушения и синтеза органических
веществ, сротохимическими процессами, образованием различных новых органических и
неорганических соединений. В почву попадает различное количество пестицидов,
структурообразователей, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических
ароматических углеводородов (ПАУ), промышленных, бытовых сточных вод, выбросов
промпредприятий, транспорта с последующей их миграцией в растения, атмосферный
воздух и питьевую воду, являясь одним из основных путей передачи некоторых
инфекционных, паразитарных и неинфекционных заболеваний. Почва может прямо или
косвенно оказывать токсичное, аллергическое, канцерогенное, мутагенное и другие
воздействия на организм человека.
В целях профилактики рисков подобных воздействий необходимо соблюдение
действующего санитарного законодательства: федеральных законов «О санитарноэпидемиологическом благополучии населения», «Об отходах производства и
потребления», «Об охране окружающей среды» и соответствующие нормативные
правовые акты Роспотребнадзора и субъектов РФ.
Тема №8 «Диагностика отравлений и организация первой помощи. Основные
методы детоксикации».
Воздействие химических веществ, содержащихся в среде обитания, на организм
человека в концентрациях, превышающих ПДК является потенциальным риском
отравления с угрозой для жизни. Поэтому при нервных проявлениях симптомов
воздействия необходимо вызвать в экстренном порядке врача, скорую медицинскую
помощь. До приезда специалистов есть способы и личного участия в обезвреживании
ядов, зная методы детоксикации, направленные на освобождение желудка и кишечника от
еще не успевшего попасть в кровь яда, а также освобождение крови и тканей организма от
находящихся в них токсического вещества и его метаболитов.
Существуют 3 способа детоксикации:
- усиление определенных естественных физиологических процессов (вызывание
рвоты, промывание желудка, очищение кишечника, форсированный диурез,
гипервентиляция);
- применение искусственной детоксикации (гемодиализ, перитонеальный диализ,
гемосорбция, обменное переливание крови и др.);
- антидотная терапия (противоядия, лекарственные средства, предназначенные для
обезвреживания попавших в организм ядов). Их действие заключается в связывании яда
химической и физико-химической реакцией; в вытеснении яда из его соединений с
субстратом; в возмещении биологически активных веществ, разрушенных под влиянием
яда; в функциональном антагонизме, противодействии токсическому эффекту яда.
В качестве антидотов могут применяться:
- активированный уголь (сорбирует яды);
- жженая магнезия (при отравлении кислотами);
- слабый раствор уксусной кислоты (при отравлении щелочами);
- белковая вода, яичный белок, молоко (для осаждения некоторых металлов – при
отравлении ртутью, мышьяком;
- специальное противоядие против металлов;
- перманганат калия (при отравлении фенолом);
- глюкоза (при отравлении синильной кислотой) и т.д.
Тема №9 «Медико-биологические особенности, обусловленные воздействием
физических факторов на организм человека».
В соответствии с классификацией опасных и вредных производственных факторов,
влияющих на организм человека к группе физических факторов и источников,
характерных производств, работ, технологического оборудования относятся:
- метеорологические факторы: повышенная или пониженная температура,
влажность, подвижность воздуха (предприятия металлургии, строительства,
сельскохозяйственные работы на открытом воздухе, нефте- и газодобыча);
- повышенное или пониженное атмосферное давление (строительство мостов,
тоннелей в кессонах, авиатранспорт);
- виброакустические факторы: повышенный уровень шума, вибрации, ультразвука
и инфразвука (работы с ручным механизированным инструментом, труд водителей);
- неионизирующие излучения: повышенный уровень инфракрасного излучения
(предприятия металлургии, производство стекла), повышенный уровень
ультрафиолетового излучения (сварочные работы, электроплавка металла), повышенный
уровень лазерного излучения (производство и применение лазерной техники),
повышенные уровни электромагнитных излучений, напряженности электрического и
магнитных полей (производство и применение генераторов, радиолокация, индукционный
нагрев), повышенный уровень статического электричества (производство искусственной
кожи, тканей, бумаги), недостаточная освещенность, повышенная яркость, пониженная
контрастность, пульсация светового потока (шахты, приборостроительные,
машиностроительные предприятия, ткацкие работы, работы в бесфонарных и безоконных
зданиях), повышенный уровень ионизирующего излучения (атомные электростанции,
гамма- и рентгенодефектоскопия, медицина).
Метеорологические условия (микроклимат) с медико-биологических позиций
представляют собой комплекс физических факторов окружающей среды, оказывающих
влияние на теплообмен организма человека и его тепловое состояние. Основные
параметры: температура воздуха, влажность, скорость движения воздуха и
барометрическое (атмосферное) давление, а также тепловое (инфракрасное) излучение
(для производственных помещений). Микроклимат оказывает непосредственное влияние
на терморегуляцию – совокупность процессов в организме, обеспечивающих равновесие
между теплопродукцией и теплоотдачей, благодаря которому температура тела
человека остается постоянной.
С поверхности кожи человека в состоянии покоя при нормальных условиях
жизнедеятельности отдается 85-90% тепла (остальное количество расходуется на
согревание вдыхаемого воздуха, пищи и теряется с выделениями, испарениями воды из
легких). Различают 3 основных пути теплоотдачи:
1. Излучением тепла к более холодным поверхностям, предметам (45%). При
резком нарушении этого баланса может отличаться перегревание или охлаждение.
2. Теплопроведением в результате соприкосновения тела человека с окружающим
воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция) теряется до 30%
тепла.
3. Испарением влаги (пота) с поверхности кожи и слизистых оболочек верхних
дыхательных путей теряется до 25% тепла. С повышением температуры воздуха и
окружающих поверхностей потеря тепла испарением увеличивается при снижении
теплоотдачи путем излучения и конвекции. Если температура воздуха более 30º с высокой
относительной влажностью (более 70%) затрудняется испарение пота и возможен риск
перегревания организма, а при низкой температуре воздуха высокая относительная
влажность способствует усилению конвекции с вероятным риском переохлаждения.
Особенности гигиенического нормирования параметров микроклимата
предусматривают соответствующие понятия – «оптимальный» и «допустимый»,
«нагревающий» и «охлаждающий» микроклиматы со спецификой жилых, общественных,
административных помещений и производственных объектов (5 категорий работ по
энерготратам).
В связи с большой распространенностью (в природе, промышленности и быту) и
многообразием видов неионизирующих излучений для каждого из них разработаны
методы и критерии оценки вероятности развития неблагоприятных эффектов, изучен их
характер. В качестве ведущих критериев, определяющих степень опасность
генерируемого излучения приняты мощность (энергия), длина волны, длительность
импульса и экспозиция облучения. К системам – мишеням электрических и магнитных
полей относятся нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная и иммунная.
Длительный контакт с электромагнитными излучениями на производстве
обусловливает такие виды профзаболеваний, как вегето-сосудистая дистония,
астенический и астено-вегетативный синдромы, поражения глаз в виде катаракты. При
контакте с электростатическими полями регистрируются нарушения в нервной, сердечнососудистой, нейрогуморальной системах организма, с формированием «фобических»
состояний (обусловленных страхом ожидаемого разряда). При работе с лазерами (в
зависимости от конструкции, мощности, условий эксплуатации лазерных систем и
другого оборудования) осуществляется прямое, отраженное и рассеянное лазерное
воздействие. В результате происходят изменения местного характера, возникающие в зоне
взаимодействия лазерного пучка с биологическими тканями – мишенями (первичные
поражения глаз и кожных покровов) и общего – отражающие собой интегральные реакции
организма на оказываемое воздействие (вторичные изменения со стороны внутренних
органов).
Защита от неблагоприятного воздействия неионизирующих излучений на
жизнедеятельность населения должна начинаться со стадии проектирования объектов
различного назначения и осуществляется с применением системы комплексных
мероприятий: инженерно-технические (рациональная планировка помещений,
дистанционное управление, автоматизация технологических процессов); санитарногигиенические (гигиеническая оценка новых проектов строительства и реконструкции
действующих производств; нормирование ПДУ излучений и санитарно-гигиенический
контроль условий труда; санитарно-защитные зоны вокруг антенных сооружений;
паспортизация генераторов с мерами защиты работника от излучения); применение
средств коллективной и индивидуальной защиты персонала; лечебнопрофилактические (проведение предварительных и периодических медицинских
осмотров); соблюдение действующего санитарного законодательства, нормативных
правовых актов (СанПиН, ГОСТ, ГН и др.).
В реальных условиях современного производства работники подвергаются как
правило сочетанному воздействию факторов физической природы и химических веществ,
психофизиологических факторов характера трудовой деятельности (тяжести и
напряженности труда).