Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

Наибольший интерес представляют отклонения, вызванные избытком или нехваткой какого-либо химического элемента в среде обитания человека. Одной из задач геохимической экологии является установление пороговых  величин содержания микроэлементов, при которых проявляются заметные  нарушения в деятельности организмов. Различают нижние и верхние пороговые концентрации элементов в почве, питьевой воде, в кормах  и в пищевых продуктах.

 Пороговые концентрации элементов в почвах зависят от типа почв, их кислотности-щелочности, количества органики, гумусовых кислот и других соединений, обусловливающих  растворимость и подвижность элементов и их соединений.  Например, мышьяк имеет склонность накапливаться в гумусовом горизонте почв, особенно болотных. Уран быстро вымывается из почв, поэтому его среднее содержание в коренных породах выше, но в болотных почвах и торфяниках он также может накапливаться. Ртуть может долго удерживаться в почве.

Кроме того, значения пороговой концентрации для определенного элемента зависят еще и от уровня содержания других химических элементов.  Иногда при совместном присутствии двух элементов в почве значения их ПДК уменьшаются вдвое.

Миграция химических элементов идет по сложной цепи биогеохимической системы «горные породы-почвы-воды-растения-животное-человек». Уровень концентрации элемента в земной коре редко совпадает со степенью его поглощения живым организмом. Например, активно поглощаются растениями такие анионы как  фосфор, сера, хлор. Но сравнительно слабо накапливаются растениями катионы алюминия и железа, которые также широко распространены. Данные о биологическом поглощении элементов представлены в таблице 2 [91]:

Таблица 2. Поглощение химических элементов растениями

         Некоторые  виды растений могут избирательно  захватывать химические элементы в больших количествах, в то время как ряд других видов  растений поглощают их слабо. По мнению А. П. Авцына, это обусловлено генетически закодированным обменом веществ, присущих тому или иному виду растений. Нужно иметь в виду, что далеко не все химические элементы накапливаются в животных организмах в сравнении с растениями. Многие из них выводятся почками или с пищей. Организм может приспосабливаться к избытку или недостатку  химического  элемента, но все же до определенного предела. Выше этого предела наступают качественные изменения в организме. Действие геохимической аномалии на  организм проявляется в различных физиологических и генетических изменениях на уровне клеток, которые впоследствии приводят к появлению эндемических заболеваний человека,  животных и растений. Эндемические заболевания –  это болезни  постоянно существующие  на ограниченной территории и причинно связанные с ее климатогеографическими, в том числе биогеохимическими факторами.

Существующие аномальные в биогеохимическом отношении регионы и локусы природного происхождения предъявляют значительные требования к адаптационным механизмам организма, в частности обеспечивающим микроэлементарный гомеостаз.

Следует различать два вида адаптивной реакции, зависящей от интенсивности действующих геохимических факторов – физиологическую и биохимическую адаптацию, с одной стороны, и генетическую с другой, из которых первая происходит в интервале определенных пороговых концентраций химических элементов, допускающих гомеостатическую регуляцию их уровня в организме, а вторая – представляет собой результат выбора форм, приспособленных к новым условиям геохимической среды.

 Одним из условий успешной адаптации и поддержания высоких функциональных резервов является адекватное потребностям поступление и содержание микроэлементов в данных биогеохимических условиях. Было установлено, что у мигрантов из других климатогеографических регионов, прибывших на обучение в Россию, в первые 2-3 года происходит интенсивное снижение содержания микроэлементов в биосредах, в частности в волосах. Так, у студентов из стран Юго-Восточной Азии на 2-3 голах обучения снижается на 70-20 % содержание марганца, меди, серебра, кадмия, кобальта, никеля [1]. В этом же исследовании установлено, что у лиц со сниженными функциональными резервами кардиореспираторной системы наблюдается более выраженная потеря микроэлементов из организма, чем у лиц с нормальными функциональными возможностями, после переезда в среднюю полосу России.

Территория нашей страны отличается исключительным биогеохимическим разнообразием. Исследование Приамурья имеет важное практическое значение-экстремальные погодно-климатические факторы в большинстве районов Хабаровского края сочетаются со своеобразием биогеохимических провинций, проявляющимся в определенном соотношении химического состава воздуха, воды, почв растительного  и животного мира.

Многообразие элементарных ландшафтов  Приамурья характеризует разнообразие геохимических условий. Геохимическая формула преобладающего геохимического ландшафта Н-Са-Fe-Mn. В химическом составе почв юга края преобладает окись кремния (60-70 %), двуокись алюминия (10-20 %) и железа (до 2-5 %). Отмечается обеднение почв B, I, Br, V, Cr, Se. В золе трав преобладают Si, Ca и K, а в корнях много Al, Fe, и Mn.

В Приамурье почвенно-грунтовые воды относятся к силикатно-карбонатному классу и содержит до 10-15 мг/л SiO. Несмотря на большое разнообразие водосодержащих пород, разную водоносность, климатические и почвенные условия в регионе отмечаются преимущественно пресные и ультрапрессные грунтовые воды, гидрокарбонатные, смешанного катионного состава. В водах юга Хабаровского края кроме традиционно известных высоких концентраций железа и марганца и низких концентраций фтора, йода очень часто встречаются высокие содержания алюминия (до 50 ПДК) и кремневой кислоты (до 3-4 ПДК).

Для водоснабжения городов и поселков края в основном используются грунтовые воды Средне-Амурской депрессии. В водах этого горизонта повсеместно отмечается превышение ПДК железа, марганца, алюминия, кремния. Воды этого горизонта без предварительной обработки и очистки употреблять для хозяйственно-питьевого назначения недопустимо.

На юге Хабаровского края известно множество месторождений и рудопроявлений металлических полезных ископаемых. В зависимости от геохимических условий ряд элементов могут образовывать подвижные соединения, загрязнять поверхностные и грунтовые воды, и, накапливаясь в растениях, попадать в организм человека.

Макроэлементы. Кальций и магний. К геохимическим особенностям юга Дальнего Востока относится низкое содержание кальция  и магния в почвах и водах. В таблице 3 представлены данные о содержании кальция и магния в различных районах Хабаровского края [14].

Таблица 3. Содержание кальция и магния в различных районах Хабаровского  края

Поверхностные воды юга Дальнего Востока также бедны кальцием.  В воде р. Амур содержание кальция составляет от 5,0 до 19,1 мг/ л в зависимости от сезона года. В зимнее время года минерализация воды увеличивается  за счет подземных  вод. В таблице 4 представлено содержание  кальция и магния в реках России.

Таблица 4. Содержание  кальция и магния в реках России

Исследования содержания  кальция в растительности и ряде продуктов питания, таких как картофель, пшеница, выращенных в Приамурье  показало, что они в 2-3 раза беднее кальцием, чем в других областях страны. В мясе животных, которые потребляли корма, выращенные в Приамурье, содержание кальция меньше в 3-4 раза, чем в среднем по России.

Длительное употребление обедненных по минеральному составу продуктов и воды может сказаться на обмене веществ в человеческом организме. По данным Э. В. Шендерова с соавторами [95] частота ортопедических нарушений в таежных ландшафтах выше, чем в  лесостепных или степных. Как известно, в таежных ландшафтах преобладают подзолистые почвы, из верхних слоев которых  происходит вымывание минеральных веществ. По данным этого автора у жителей таежных ландшафтов чаще встречаются сколиозы, переломы. 

Длительное употребление слишком «мягких» питьевых вод, отличающихся прежде всего низким содержанием кальция и магния, может отразиться на работе сердечно-сосудистой системы, т. к. ионы кальция и магния обеспечивают правильный электролитный обмен в тканях сердца. Вероятно, в  таких районах  уровень заболеваний сердца будет выше, чем в районах с жесткой водой.

По данным А. Ю. Подвального [70]  пониженное содержание кальция в плазме крови сказывается на особенностях течения репаративных процессов в костной ткани, удлиняя сроки срастания костей от 10 до 25 дней по сравнению с Европейской частью России.

Ряд исследователей считает,  что недостаток кальция может играть определенную роль в патогенезе близорукости  [14]. В таблице 5 представлены данные  частоты близорукости по районам Хабаровского края.

Таблица 5. Распространенность  близорукости у жителей Хабаровского края.

Оказалось, что в районах с наибольшим содержанием кальция в почве близорукость встречалась реже, чем в районах, обедненных этим элементом. Так, в  Охотском районе, почвы которого отличались низким содержание кальция, процент близорукости выше, чем в Вяземском районе, где почвы содержат кальция больше.

По данным некоторых авторов [81] содержание кальция  в крови жителей Хабаровска приближается к нижней границе нормы, что можно диагностировать как гипокальциемию.

Потребность взрослого человека в кальции составляет 800 мг в день,  а при таких состояниях как беременность и  грудное кормление возрастает вдвое [30].

Усваивается кальций организмом довольно плохо – лишь 10-40 процентов переходит из пищи в ткани организма. Кисломолочные продукты, творог, сыр, брынзу, яйца, сардины, ржаной хлеб, орехи, свежие фрукты и овощи (особенно фасоль, свекла) богаты кальцием. Например, 2 стакана кефира или 2 бутерброда с сыром укрепят зубы и обеспечат суточную потребность в кальции (500 мг для женщин и 800-1300 мг для мужчин). Избыточное потребление белого хлеба, овсяных хлопьев, какао, шпината, жирного мяса и других продуктов с высоким содержанием жиров снижает усвоение кальция. Облегчают этот процесс витамин В (содержится в рыбьем жире, печени трески, желтках яиц) и фосфор (оптимальное соотношение кальция и фосфора – в молочных продуктах).

Потребность организма в кальции резко возрастает в период полового созревания, во время активных занятий спортом, больших физических и нервных нагрузок, ближайшие месяцы после перенесенной травмы или операции, смена климатического пояса.         

Данные статистики говорят о резком снижении употребления молока и молоч­ных продуктов жителями Дальнего Востока. Это позволяет предположить, что их организм, а в большей степени организм детей, вынужден работать в режиме недостаточного обес­печения кальцием и многими другими макронутриентами. В последние годы стала очевидной необходимость учета уровня каль­циевого обеспечения. Это подтверждается ростом числа детей с ювенильной остеопенией (и даже остеопорозом), распространенность которой достигла 44 %  [12].  Очевидно, в этом заключается одна из причин бурного роста болезней опорно-двигательного аппа­рата у детей.   

Не меньшую роль в нашем организме играет магний.

Магний – физиологический антагонист кальция, присутствующий в нашем организме. Как и кальций, магний – один из минералов, который необходим в большом количестве для «строительства» нашего тела, образуя минеральную основу костей. Главные запасы магния в основном находится в костях, откуда и поступают в кровь по мере надобности.

 Он активизирует более 300 ферментов, необходимых для синтеза белков и выработки энергии. Участвуют ионы магния во многих биохимических реакциях,  в том числе и в таких, как синтез нуклеиновых кислот и перенос энергии внутри клетки.

Особое значение, как установили медики в последнее время, имеет магний для состояния сердечно-сосудистой системы. Дефицит магния приводит к серьезным сбоям в работе сердца. Недостаток его способствует заболеванию инфарктом миокарда. Есть наблюдения, что магний способствует снижению уровня холестерина в крови.

Магний может попасть в продукты растительного происхождения только в том случае, если они произрастали на почвах, содержащих магний. В тех районах, где почвы бедны магнием, водопроводная вода отличается мягкостью, а в местных продуктах питания содержание его очень низкое, у жителей может наблюдаться  дефицит магния. Дефицит магния – довольно распространенное явление. От 16 до 42 % населения, особенно женщины, недополучают магний с пищей, потребляя менее 2/3 необходимого количества.

При дефиците магния в организме появляется повышенная нервно-психическая возбудимость, раздражительность, подверженность стрессу, тревожность, страх, бессонница. Кроме того, появляются слабость, синдром хронической усталости, мигренозные головные боли, головокружение, снижение памяти. Характерно онемение и покалывание в области кистей рук, повышенная мышечная возбудимость, боли в пояснице, судороги в икроножных мышцах.
         Особенно симптомы магниевого дефицита выявляются при повышенной психоэмоциональной перегрузке, стрессе, в периоды интенсивного  роста и беременности [61]. Потребность взрослого человека в магнии составляет 400 мг в день.

Основным источником магния служит растительная пища. Магний содержат следующие продукты: тыквенные и подсолнечные семечки, пшено, овсяные хлопья, гречка, арахис, ржаной хлеб, рис, фасоль, ежевика, капуста кольраби, бананы, горох, соя, капуста, зеленый перец.

Содержание магния в перечисленных продуктах таково, что рекомендуемую дневную норму покрывают 3 ст. ложки тыквенных семечек, 250 г гречки, 8 бананов. Много магния в орехах, сырах и некоторых других продуктах.

Микроэлементы. Сравнительно недавно был выделен новый класс болезней – микроэлементозы  это заболевания и синдромы, в происхождении которых главную роль играет недостаток или избыток в организме человека микроэлементов или их дисбаланс, в том числе их аномальные соотношения. Микроэлементозы человека делятся на природные эндогенные и природные экзогенные.

Природные эндогенные микроэлементозы могут проявляться в виде врожденных пороков развития или в виде наследственных болезней. Примером врожденного микроэлементоза в виде порока развития может служить эндемический кретинизм, вызванный недостатком йода в организме матери. При наследственных микроэлементозах  недостаток, избыток или дисбаланс микроэлементов вызывает повреждения генетического аппарата на хромосомном или генном уровнях,  что может приводить к нарушениям минерального обмена. Примером может служить заболевание Вильсона-Коновалова, при котором наблюдаются нарушения обмена меди в организме и медьсодержащего белка – церулоплазмина.

К экзогенным природным микроэлементозам относятся некоторые дефициты микроэлементов,  которые регистрируются у людей и животных–  селенодефициты, железодефициты и цинкодефициты [78].

Йод. Йод относится к наиболее выраженным рассеянным элементам земной коры и является исключительно подвижным мигрантом.

Более или менее выраженный дефицит йода наблюдается практически на всей  территории земного шара, в том числе и в России (рис. 13). Наиболее широко дефицит йода и эндемический зоб распространены в предгорных и горных местностях (Северный Кавказ, Урал, Алтай, Сибирское плато, Дальний Восток), а также в Верхнем и Среднем Поволжье, на Севере и в Центральных областях европейской части страны.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15