Endemic diseases in Tataria as a hygienic problem

Abstract

The study of mass diseases from geochemical positions in recent years has led to the emergence of a new direction in biology and medicine - the geochemical ecology of endemic diseases, the essence of which is a comprehensive assessment of the organism as a single component of the biosphere. Due to its exceptional value, national economic importance and perspective development this direction requires further accumulation of facts and theoretical justification.

Full Text

Изучение массовых болезней с геохимических позиций в последние годы обусловило возникновение нового направления в биологии и медицине — геохимической экологии эндемических болезней, сущность которой состоит в комплексной оценке организма как единой составной части биосферы. В силу своей исключительной ценности, народнохозяйственного значения и перспективности развития данное направление требует дальнейшего накопления фактов и теоретического обоснования.

Изучение роли микроэлементов при различных эндемических болезнях до настоящего времени носило преимущественно констатирующий характер, заключающийся в выявлении корреляции между содержанием химических элементов в окружающей среде и реакциями организма. Однако такая постановка вопроса не обеспечивала гигиенической науке организацию научно обоснованной, эффективной профилактики этих болезней и не оправдывала экономических расходов. Назрела необходимость разработки методологических основ изучения эндемических болезней с позиций геохимической экологии применительно к гигиеническим задачам.

Биогеохимическую обстановку в Татарской АССР мы оценивали по результатам исследования пищевой цепи химических элементов, что дало возможность выявить связь между химическими условиями окружающей среды и соответствующими реакциями организма (см. схему).

Рис. 1.

Установлено, что общие запасы (валовое количество) и подвижные формы микроэлементов в наиболее распространенных типах почв Татарской АССР (дерново-подзолистые, светло-серые лесные) характеризуются (в мг/кг сухой почвы) низким уровнем кобальта (6,0 — 0,46), молибдена (1,4 — 0,7), меди (20,6 — 1,5), ,фтора (160 — 25), цинка (55,6 — 2,8) и высоким уровнем марганца (1236 — 88).

Подвижные формы кобальта составляют 2,45 — 0,05 мг/кг, молибдена — 0,13 — 0,005, меди — 3,05 — 0,15, цинка — 0,26 — 0,02, фтора — 2,0 — 0,01.

Валовое содержание йода в почвах республики (3,49 — 0,08 мг/кг) и его подвижных форм (0,86 — 0,12 мг/кг) вполне удовлетворяет потребность растений. Уровень подвижного марганца превышает его средний показатель в черноземных почвах (67,3 — 83,0 мг/кг).

В питьевых водах ТАССР, используемых населением, содержание большинства указанных микроэлементов, за исключением марганца, ниже гигиенических регламентов.

Распространенность эндемических болезней в Татарии мы изучали в трех природных зонах, отличающихся почвенно-климатическими и геохимическими условиями: в Предкамье, которое характеризуется повышенным уровнем марганца и пониженным содержанием кобальта; в Предволжье — с близким к нормальному уровнем этих микроэлементов; в Закамье — с низкой концентрацией марганца. Микроэлементный уровень местных пищевых продуктов, за исключением марганца, ниже по сравнению с продуктами из черноземной области. Снижение уровня йода в продуктах питания незначительно.

Изученные нами суточные рационы питания отражали закономерность, свойственную содержанию микроэлементов в пищевых продуктах: они отличались недостаточным уровнем кобальта (17—47 мкг), превышением содержания марганца (11 —12 мг) и удовлетворительным количеством йода (100—160 мкг). Наряду с этим в рационах питания был низок уровень витаминов А, B₁, С и наблюдалась несбалансированность по основным пищевым веществам. Более выраженными эти отклонения были в рационе питания сельского населения.

На заключительном этапе исследования биогеохимической среды мы определяли уровень обеспеченности организма микроэлементами, что отражало характер миграции химических элементов в конечном звене пищевой биогеохимической цепи.

Баланс кобальта и марганца изучали исходя из предполагаемой нами этиологической роли последних в возникновении эндемического зоба. В наиболее сильных очагах эндемии отмечена наименьшая обеспеченность организма кобальтом, о чем свидетельствовали его высокая ретенция (до 91,8% от введенной дозы) и достаточный уровень марганца (ретенция до 43,7%). Та же закономерность наблюдалась у детей с увеличенной щитовидной железой — задержка кобальта и выведение марганца у них были более выраженными, чем у детей с неувеличенной железой.

Изучение геохимической среды по биогеохимической пищевой цепи показало, что характер изменений в отдельных ее звеньях отражает геохимические особенности, присущие почвенному покрову. Известно, что живые организмы при аномальных геохимических условиях в определенной степени регулируют уровень усвоения микроэлементов. Однако при сильно выраженных аномалиях наступает срыв адаптации, характеризующийся специфической патологической реакцией в виде эндемической болезни. Исследование геохимической среды в указанной нами последовательности приобретает важное значение в решении гигиенических задач, так как дает ключ к пониманию географической неоднородности эндемических болезней населения и намечает пути разработки адекватных форм их профилактики.

Изучение специфических реакций организма (37 тыс. человек) в указанных районах показало различную распространенность эндемического увеличения щитовидной железы, зоба (см. табл.).

Существенную роль в формировании эндемического процесса играют почвенные условия. При достаточной биологической активности почвы, обеспечивающей ее оптимальную минерализацию, характерную для черноземной зоны нашей страну эндемические болезни не возникают. В Предкамье с наиболее плохими почвенными условиями (обеднение минерального состава, выраженные сдвиги в содержание кобальта и марганца) наблюдается наиболее тяжелое течение эндемии. Увеличение щитовидной железы в этом районе встречается у детей в преддошкольном и дошкольном возрасте. Анализ заболеваемости выявил закономерность в распространенности эндемии у мальчиков и девочек в различных по тяжести очагах зоба. В легких очагах увеличение щитовидной железы обнаруживается с одинаковой частотой у всех детей до 13—14 лет, в тяжелых — значительно преобладает у девочек после 9—10 лет.

По данным В. А. Ившиной (1969), помимо эндемического зоба в Татарии широко распространен кариес зубов (у 71% детей). Наши исследования, проведенные совместно со стоматологами, показали, что у детей с увеличением щитовидной железы отмечается наибольшая пораженность кариесом. Эта зависимость проявляется у них уже в дошкольном периоде, усугубляясь с возрастом. Высокая частота кариеса сочетается с низким уровнем молибдена и высоким содержанием марганца в почвах. Обратная корреляционная зависимость частоты кариеса существует и от содержания в питьевых водоисточниках фтора в концентрациях ниже оптимальных (1,0 мг/л).

В эндемичных районах нами установлены значительное распространение железодефицитных анемий, увеличение числа детей со слабым и неудовлетворительным физическим развитием, нарушением полового созревания, процесса окостенения костей дистального отдела предплечья и кисти, снижением умственной работоспособности. Интенсивность указанных расстройств зависит от силы проявления эндемии. Достоверное увеличение числа детей с неудовлетворительным физическим развитием, составляющее от 18,5 до 20,9 на 100 обследованных во всех возрастных группах (7—17 лет), наблюдается в наиболее тяжелых очагах эндемического зоба. В этих же районах у 94,5% девочек задерживается менархе, что сопровождается замедленным развитием таза и расстройством гормональных процессов, отражающих степень биологической зрелости яичников. В последующем у женщин с эндемическим увеличением щитовидной железы нарушаются детородная функция и процесс лактации.

Анализ состояния здоровья детей показал, что среди школьников с нормальной щитовидной железой здоровые составляют 38,7 на 100 обследованных, а среди контингента с увеличенной щитовидной железой — 12. Наибольший удельный вес в структуре общей заболеваемости составляет кариес, хронический тонзиллит, гипертрофия миндалин, дисфункция сердечно-сосудистой системы, остаточные явления рахита.

Результаты натурных и клинических исследований подтвердились отклонениями биохимических показателей, свидетельствующими о наступлении функциональных изменений в организме: повышением потребности организма детей в витаминах C и B₁, нарушением азотистого и фосфорно-кальциевого баланса в виде снижения ретенции азота, кальция и фосфора у детей с увеличенной щитовидной железой. Наличие подобных отклонений у детей указывает на то, что «компенсаторное» увеличение щитовидной железы в эндемических районах не может расцениваться как физиологическое явление. Значительное адаптационное напряжение нейрогуморальных и эндокринных механизмов регуляции гомеостаза, несомненно, возникает под влиянием неблагоприятных биогеохимических факторов среды. Появление эндогенной йодной недостаточности и распространенность в данном районе эндемического зоба объясняются, очевидно, аномальным геохимическим фоном среды, сочетающимся с нерациональным питанием. Для выявления причинно-следственных связей между геохимическими условиями среды и реакциями организма нами были отобраны элементы с наиболее выраженными отклонениями в их содержании во всех звеньях биогеохимической пищевой цепи.

Возможная этиологическая роль кобальта и марганца в возникновении эндемического зоба определялась нами в эксперименте на животных моделированием геохимических условий Предкамья. Физиологическое и гигиеническое значение кобальта и марганца в метаболизме йода устанавливали с помощью морфологических и гистохимических исследований.

Значимость кобальта и марганца в метаболизме йода была теоретически обоснована не только результатами эксперимента, но и другими нашими данными. В частности, балансовые исследования у детей показали, что при эндемическом увеличении щитовидной железы включаются компенсаторные механизмы, направленные на усиление ретенции недостающего кобальта и экскреции марганца, поступающего в избыточном количестве и угнетающего функцию щитовидной железы. Следует учесть также наличие опосредованного воздействия гипокобальтозов на щитовидную железу. Дефицит кобальта в почве замедляет образование в организме цианкобаламина, что усугубляет нарушение кроветворения. Не случайно в эндемичной местности наблюдается широкое распространение умеренных анемий, вызывающих хроническую гипоксию. Поскольку щитовидная железа чувствительна не только к недостатку йодидов в крови, но и к гипоксемии, то возникают дополнительные условия, способствующие ее эндемическому увеличению. Избыточное содержание марганца в биосфере создает предпосылки для нарушения синтеза аскорбиновой кислоты в растениях. В условиях Татарии выявлена корреляция между заболеваемостью зобом и содержанием аскорбиновой кислоты и марганца в овощах (В. П. Камчатнов, 1967).

По современным представлениям, для синтеза гормонов щитовидной железы, помимо йода, необходима аминокислота тирозин, которая образуется в организме за счет окисления незаменимой аминокислоты фенилаланина. Оптимальное содержание фенилаланина обнаруживается, как известно, в белках животного происхождения. Мы с С. И. Третьяковой и Н. А. Мельниковой показали, что 24—58% населения придерживаются в питании рекомендуемых норм животных белков. Низкое содержание белка было обнаружено в рационах сельских семей, более удовлетворительное — в рационах организованных детских коллективов (54,3—58,0%).

Сложный характер возникновения эндемического зоба, обусловленный относительной йодной недостаточностью, дисбалансом ряда микроэлементов и витаминов, привел к необходимости изучения не только геохимических факторов, но и всех аспектов эндемии и организации на данной основе комплекса профилактических мероприятий. Центром, возглавившим эту работу, явился комитет по координации научных исследований и практических мер борьбы с эндемическим зобом, созданный при Совете Министров ТАССР и объединивший в своем составе, наряду с медиками, представителей Министерства сельского хозяйства, агробиологических и почвенных лабораторий республики, ветеринарного института, Научно- исследовательского института сельского хозяйства. Деятельность комитета, осуществляемая на протяжении трех десятилетий под руководством Министерства здравоохранения ТАССР, позволила определить специфику организационно-медицинских, лечебно-профилактических и организационно-хозяйственных мероприятий, направленных на снижение эндемии в данной биогеохимической провинции.

В проведении комплексной профилактики эндемических болезней неоценимое значение имеет биогеохимическое районирование, являющееся завершающим этапом в изучении биогеохимических эндемий и позволяющее научно обосновать их профилактику. Нами проведено биогеохимическое районирование обследованной территории с выделением биогеохимической провинции, характеризующейся аномальным содержанием и соотношением микроэлементов, распространением эндемического зоба и кариеса. Разработанные в связи с этим картограммы дали возможность последовательно воздействовать на все звенья пищевой биогеохимической цепи в направлении оптимизации геохимического состава внешней среды (сельскохозяйственных растений).

На основе определения потребности детей в кобальте и марганце разработаны и внедрены сбалансированные суточные рационы питания для школьников.

Под влиянием минеральных подкормок животных в республике обогащен минеральный состав мяса, молока и яиц; увеличен приплод; ведется успешное лечение бесплодия у сельскохозяйственных животных.

Одновременно проводилась работа с партийными, советскими органами, способствующая росту посевных площадей под садовые и огородные культуры, улучшению питьевого водоснабжения и планировочной структуры жилищ в сельской местности.

К мероприятиям, снизившим заболеваемость эндемическим зобом, безусловно, относятся организация групповой и массовой йодной профилактики, внедренной с 1960-х годов; развитие эндокринологической сети, подготовка кадров, систематическое повышение их квалификации; постоянное санитарное просвещение населения. Оценка эффективности комплексных профилактических мероприятий показала снижение заболеваемости населения в республике как среди взрослого, так и детского населения у сельских и городских жителей.

На современном этапе научно-технического прогресса проблема взаимоотношений природы и человека, экологический подход в изучении заболеваний привлекают пристальное внимание. Не случайно на XXVII съезде КПСС в Государственном плане экономического и социального развития СССР (1986) дальнейшее расширение и углубление исследований закономерностей взаимодействия природы и общества определены основными задачами советской науки.