Біогеохімічні аномалії та ендемічні захворювання
Медична екологія розробляє та вивчає методи запобігання ендемічним захворюванням людини, спричиненим нестачею або надлишком у навколишньому середовищі тих чи інших хімічних елементів, та їх лікування. Виявлення та моніторинг мікроелементозів серед населення поєднує в собі такий алгоритм дій:
- Клінічна діагностика ( поглиблене клініко-біохімічне дослідження із визначенням рівня макро-та мікроелементів у крові, сироватці, сечі
- Гігієнічна діагностика та кількісна оцінка наявності певного елементу( елементнй аналіз волосся з формуванням груп ризику по мікроелементозам та індивідуальними чи груповими рекомендаціями по їх профілактиці)
- Розрахункова діагностика забезпеченості груп населення регіону макро- и мікроелементами (опитування, анкетуровання, біоматематичне моделювання); формування контингентів ризику; проведення санітарно-гігієнічних заходів по профілактиці цих станів серед населення)
-Масова діагностика мікроелементозів на рівні регіону (з урахуванням регіональних особливостей елементного складу популяції.
Наприклад, встановлено, що дефіцит йоду в середовищі проживання людини призводить до ураження щитовидної залози, нестача кальцію — до ламкості кісток, нестача заліза та кобальту, який є складником вітаміну В12, зумовлює виникнення недокрів'я, дефіцит фтору призводить до карієсу зубів. Надлишок тих чи інших елементів також небезпечний. Так, надлишок бору спричинює захворювання органів травлення та пневмонію.
Профілактика ендемічних захворювань, які властиві визначеним регіонам біосфери, ґрунтується на вивченні біогеохімічних зон та провінцій. Основними критеріями біохімічного районування є визначення у навколишньому середовищі (грунт, вода), а також у добових харчових раціонах верхніх та нижніх порогових концентрацій хімічних елементів, у разі перевищення яких можуть порушуватися процеси обміну речовин у рослинних і тваринних організмах. Так, у регіонах з надлишком бору в харчових раціонах виявляють ураження кишок (ентерит) та легень (пневмонія).
Якщо в харчових продуктах та у воді низький вміст кальцію, який поєднується з надлишком заліза, стронцію, свинцю, цинку та інших мікроелементів, то у тварин і людей спостерігаються деформація кісток, викривлення хребта, спричинені порушенням формування хряща. Це ендемічне захворювання іменують уровською хворобою за назвою річки Уров, де вона дуже поширена.
Класифікація гіпомікроелементозів
| Природні моногіпомікроелементози | Природні полігіпомікроелементози |
| Дефіцит заліза – залізодефіцитна анемія | Дефіцит заліза і міді – анемія |
| Дефіцит йоду – ендемічний зоб | Дефіцит заліза і міді і марганцю – анемія |
| Дефіцит цинку – хвороба Прасада ( кілька синдромів) | Дефіцит заліза і цинку – анемія |
| Дефіцит міді – нестача міді | |
| Дефіцит хрому – деякі форми цукрового діабету | |
| Дефіцит марганцю – нестача марганцю | |
| Дефіцит кобальту – анемія | |
| Дефіцит селену – хвороба Кешана |
Цинкова недостатність – затримка росту, порушення функцій ССС, травної, статевої. Введення в раціон прискорює процес регенерації. Відмічено зв’язок між поширенням раку шкіри і високим вмістом цинку.
Марганцева недостатність провокує порушення процесу окостеніння, у дорослих знижується стійкість до паразитарних та інфекційних хвороб При надлишку марганцю може посилюватись йодна недостатність
Нестача заліза призводить до анемії. Найбільше вражаються молоді та старі організми.
Кобальт – входить до складу вітаміну В12 і приймає участь у кровотворенні. Його дефіцит пов’язаний з алергічними реакціями, остеодистрофією, авітамінозами.
Характерним прикладом сукупного прояву впливу па організм людини геохімічних чинників навколишнього середовища та екології харчування може бути ендемічний зоб і флюороз.
Ендемічний зоб. Вже стародавнім лікарям були відомі захворювання, що характеризуються збільшенням щитовидної залози і мають назву ендемічний зоб. За даними ВООЗ, зараз на земній кулі нараховується близько 200 мли таких хворих, а в зоні ризику йодної нестачі перебуває 1 млрд людей, з них 710 млн.- в Азії, 60 млн. – в Латинській Америці, 227 млн. – в Африці 30 млн. в Європі.Близько 6 млн. людей страждають кретинізмом внаслідок дефіциту йоду. Установлено, що причиною ендемічного зоба є дефіцит йоду в біосфері: це підтверджено експериментальними даними, результатами геохімічного аналізу й успіхами профілактики захворювань препаратами йоду. Велики осередки ендемічного зоба є в США, Єгипті, Бразилії, Швейцарії, Індії, західних районах Китаю.
Ендемічний зоб найпоширеніший у високогірних районах, а також у лісистих місцевостях з підзолистим грунтом. У районах чорноземних грунтів ендемічний зоб не зустрічається.
В Україні ендемічний зоб зустрічається на території Західної України і Полісся. Район вважають ендемічним, якщо понад 10 % населення мають ознаки зоба. Про наявність зобної ендемії в певному географічному районі можна говорити тоді, коли поширеність збільшення щитовидної залози досягає 5% у дітей або 30% і більше серед дорослого населення. Ендемічний зоб частіше зустрічається серед жінок, але в районах важкої ендемії (понад 00 % населення уражено зобом) захворюваність чоловіків так само висока. В Україні до біогеохімічних провінцій відносяться території Волинської, Рівненської, Тернопольської, Львівської, Чернівецької, Житомирської, Київської областей та окремі райони республіки Крим. За даними перепису населення на цих територіях України проживає приблизно 14 млн. людей. В Україні нараховують 35 тис. 185 випадків захворювань на дифузно-токсичннй зоб, 431 тис. 788 — на ендемічний зоб серед дорослого населення.
Показником наявності та сили зобної ендемії є ступінь йодної недостатності в даній місцевості. При вмісті йоду у воді в кількості 1-2 мкг/л зобну ендемію вважають важкою, 2-3 мкг/л – середньої ваги; а 3-4 мкг/л- легкої. У місцях зобної ендемії добове надходження йоду в організм становить усього лише 20-80мкг замість 200-220 мкг.
Доведено, що поряд з йодною недостатністю в осередках ендемічного зоба є й інші чинники, які сприяють розвитку цього захворювання: високий вміст у воді та грунті гумінових кислот, зміна концентрації в біосфері міді, цинку, ртуті, кобальту, молібдену, кальцію. Таким чином, промислове забруднення навколишнього середовища в біохімічних провінціях з недостатністю йоду в біосфері сприяє росту захворюваності на зоб. Розвитку простого нетоксичного зоба сприяє надлишок їжі, багатої тіоцианатами ( капуста, ріпа, турнепс, соя ), під впливом яких зменшується включення йоду в тканини щитовидної залози й біосинтез тиреоідних гомонів.
Жінки, в організмі яких не вистачає йоду, страждають безпліддям, в них частіше виникають спонтанні аборти. Нестача йоду у дитячому віці призводить до розвитку кретинізму ( розумової та фізичної відсталості). Діти, народжені від матерів, які під час вагітності страждали йод дефіцитом, психічно неповноцінні, у них низький ріст, розумова відсталість, глухонімота. Смертність серед дітей в ендемічних районах по йоду значно вища, ніж у неендемічних. Хворі на ендемічний зоб найчастіше скаржаться на косметичні незручності, які зумовлені виникненням пухлини на передній поверхні шиї. Інколи велика або розташована за грудиною пухлина здавлює трахею, стравохід, кровоносні судний, порушуючи кровообіг і дихання.
Швидкий та нерівномірний ріст, обмежена рухливість пухлини, зміна голосу свідчать про злоякісне переродження зоба в рак щитовидної залози. Лікування ендемічного зоба залежить від його форми — призначають лікарські препарати чи проводять оперативне видалення пухлини.
Уже в античні часи лікарі рекомендували використовувати в харчуванні населення ендемічних щодо зоба регіонів морські водорості (1 кг морської капусти містить 2 г йоду).
Для профілактики ендемічного зоба треба підвищити вміст йоду в харчовому раціоні населення ендемічних регіонів шляхом додавання до кухонної солі йодиду калію (25 г на 1 т); підгодовування худоби йодованою сіллю з метою підвищити вміст йоду в м'ясо-молочішх продуктах; призначення таблеток антиструміпу (йодид калію) вагітним та матерям, які годують груддю, а також дітям. В Індонезії жінкам дітородного віку вводять йодовану олію в ін’єкціях, ефект від яких зберігається протягом 5 років. В цій же країні у 1983 році прийнята спеціальна постанова, яка забороняє використання нейодованої солі.
Флюороз — ендемічна хвороба людини, яка також пов'язана з геохімічними чинниками: вона виникає в разі тривалого надмірного надходження до організму фтору та його сполук.
Біохімічні провінції з підвищеним вмістом фтору у воді характеризуються випадками ендемічного флюорозу, який найчастіше обмежується ураженням зубів. Спочатку на симетричних зубах з'являються по дуже помітні плями, потім — жовто-бура пігментація, емаль стирається, коронка деформується. Якщо концентрація фтору у воді перевищує 10 мг/л, з'являються зміни в кістках (грибовидні та дзьобовидні кісткові вирости, закостеніння зв'язок), стійкі ураження печінки, травного каналу.
Запропонована класифікація якості питної води за вмістом фтору.
Дуже низька концентрація фтора — до 0,3 мг/л. Враженність населення карієсом зубів в 3—4 рази більше, ніж при оптимальній концентрації фтора; у дітей спостерігається затримка окостеніння та дефекти мінералізації кісток. Плямистість емалі зубів I ступеню можспостерігатись у 1—3% населения.
Низька концентрація фтора — 0,3-0,7 мг/л. Враженність населення карієсом зубів в 2-3 рази більше, ніж при оптимальній концентрації фтора; Плямистість емалі зубів I ступеню можспостерігатись у 3—5% населения.
Оптимальна концентрація фтора — 0,7-1,1 мг/л. Враженність населення карієсом зубів близька до мінімальної.
Підвищенна, але ще допустима концентрація фтору при відсутності інших джерел водопостачання 1,1-1,5 мг/л. Захворюваність на карієс зубів мінімальна. Легкі форми флюорозу спостерігаються у 20% населення.
Концентрація більше можливо допустимої—1,5-2 мг/л. Захворюваність на карієс зубів трохи більше, ніж мінімальна. Легкі форми флюорозу спостерігаються у 30-40% населення.
Висока концентрація фтору — 2— 6 мг/л. 30—-100% населення вражені флюорозом, у багатьох спостерігається тяжка форма — плями та ерозії емалі коричневого кольору, підвищена зтираємість и ламкість зубів. Серед дітей частішають випадки відставання в розвитку, окостенінні та мінералізації кісток
Дуже висока концентрація фтору — 6-15 мг/л. Враженість населення карієсом зубів значно більше мінімальної. До 80 - 100% населення вражені флюорозом, у багатьох спостерігається тяжка форма — плями та ерозії емалі коричневого кольору, підвищена зтираємість и ламкість зубів. Серед дітей частішають випадки відставання в розвитку, окостенінні та мінералізації кісток, у дорослих зміни кісток за типом остеосклерозу.
Фтор володіє вузьким діапазоном фізіологічних доз: легкі форми флюорозу можуть спостерігатись в 20% випадків при вживанні води з вмістом 1,5 мг/л фтору. Підвищується захворюваність карієсом зубів у населення, що користується водою із вмістом фтору 0,7 мг/л и менше.
У працівників алюмінієвої промисловості, які зазнають впливу сполук фтору, спостерігають професійний флюороз, для якого характерні не тільки зміни зубів та опорно-рухового апарату, а й захворювання дихальних шляхів, носові кровотечі, руйнування носової перегородки тощо.
Дефіцит або надлишок тих чи інших мікроелементів в організмі призводить до зниження продуктивності у свійської худоби. Найчастіше у свійської худоби спостерігаються полігіпомікроелементози. Це пов’язано з тим, що грунти, а внаслідок цього і рослини містять недостатню або надмірну кількість одночасно кількох мікроелементів
Ранню діагностику мікроелементозів проводять дотримуючись специфічної схеми клініко-лабораторних досліджень: визначають зміни у розвитку тварин (ріст, маса, пропорційність частин тіла), відмічають випадки мертвонароджених; аналізують раціони за вмістом і співвідношенням основних поживних речовин, особливості стану шкіри, зубів, слизових оболонок, Серед 10% тварин проводять клінічні обстеження (біохімія крові з визначенням вмісту мікроелементів у крові: кальцію, фосфору, магнію, калію, натрію, марганцю, міді, кобальту, цинку, йоду, заліза, молібдену.