Экология человека

Оглавление

 

 

1. Виды и принципы научного эксперимента в экологии человека. 3

2. Задачи. 15

1. Определить необходимость обустройства приточной и (или) вытяжной вентиляции. 15

2. Рассчитать ориентировочный суточный рацион. 17

Список использованной литературы 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды и принципы научного эксперимента в экологии человека.

 

Экология человека - комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как биологической особи (биоэкология человека) и личности с окружающей его природной, социальной и культурной средами. Здоровье людей связано с экологической обстановкой и образом жизни (медицинская экология), на человека оказывает влияние среда морали, воззрений, традиций и трудно уловимой духовности

Методическую основу экологии как современной науки составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования. Экологическая практика охватывает собой множество приемов и  методов исследований, адекватных многообразию направлений экологии и потому здесь  перечислены лишь некоторые из них.

• Режимные систематические (мониторинговые) наблюдения за состоянием природных объектов и процессов и влияющими на них антропогенными (техногенными) факторами;
• аналитические исследования природных и искусственных (техногенных) объектов;
• исследования морфологических параметров природных объектов;
• статистические методы оценки процессов и явлений;
• дистанционные методы исследований и методы специальной картографии;
• методы математического моделирования;
• системный анализ;
• методы социальной демографии;
• паспортизация природных и искусственных объектов;
• экологический менеджмент;
• экологический аудит.

Как правило, в экологических  исследованиях эти и другие применяемые  методы исследований используются совместно  или комплексиpуются.

Одной из центральных  и наиболее ответственных задач гигиены, как медицинской экологии, отличающих ее от других отраслей медицины, является обоснование гигиенических нормативов окружающей среды, т. е. оптимальных или допустимых параметров ее факторов. Ответственность этой задачи заключается в том, что гигиенические нормативы после апробации и утверждения Министерством здравоохранения приобретают законодательную силу и становятся ведущими критериями для планирования профилактических мероприятий в населенных пунктах, на промышленных предприятиях и других объектах, а также юридическим основанием для санитарного контроля.

Поэтому гигиенисты исходят из того, что критерием обоснования нормативов должна быть безвредность нормируемой величины для жизнедеятельности и здоровья человека.

В настоящее время  под гигиеническим нормативом понимают строго определенный диапазон параметров фактора среды (или факторов), который оптимален или по крайней мере приемлем (безопасен) с точки зрения сохранения нормальной жизнедеятельности и здоровья человека, человеческой популяции и будущих поколений. Исходя из этого параметры нормируемого фактора, при реально возможном режиме и длительности действия, не должны вызывать неблагоприятных функциональных сдвигов в организме — ни ближайших (токсическое, аллергенное), ни условно называемых отдаленных (гонадотоксическое, эмбриотоксическое, тератогенное, канцерогенное, мутагенное, ускорение старения) вредных последствий, они не должны оказывать негативного влияния на физическое и психическое развитие подрастающего поколения, самочувствие человека, его работоспособность, функцию воспроизводства н санитарные условия жизни.

Основными объектами  гигиенического нормирования являются следующие:

1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных химических примесей в воздухе (населенных мест, рабочей зоны), воде, почве, продуктах питания.
2. Предельно допустимые уровни (ПДУ) и дозы (ПДД) вредно действующих физических   факторов   среды   антропогенного происхождения; пыль, шум, вибрация, электромагнитная энергия различного диапазона частот, радиоактивные изотопы и т. п.
3. Оптимальные и допустимые (минимальные и максимальные) параметры микроклимата, освещения, солнечного или ультрафиолетового облучения, атмосферного давления и т. п. условий.
4. Оптимальный и допустимый состав суточного пищевого рациона и питьевой воды.

В той или иной форме гигиеническое нормирование распространяется на много других факторов и условий окружающей среды (габариты жилых, производственных и общественных помещений, конструкцию школьной мебели, станков, машин, свойства тканей одежды, строительных материалов и др.). Нередко эти нормативы являются производными нормативов основной группы.

Из перечня  основных объектов гигиенического нормирования видно, что они могут быть условно разделены на две группы. К первой группе относятся факторы антропогенного происхождения, способные оказать преимущественно вредное воздействие и не являющиеся необходимыми для нормальной жизнедеятельности (производственная пыль, шум, вибрация, ионизирующие излучения и др.) — для них устанавливаются только ПДК, ПДУ и ПДД. Ко второй группе относят факторы природной среды, в определенных пределах необходимые для жизнедеятельности (пищевые вещества, солнечная радиация, микроклиматические факторы и др.) — для них разрабатываются оптимальные, минимальные и максимально допустимые параметры. В тех случаях, когда фактор оказывает на организм человека не только непосредственное (физиологическое), но и опосредованное (через окружающую среду) действие, при разработке гигиенических нормативов изучают все виды возможного влияния. Так, при нормировании вредного вещества в воде водоемов определяют пороговые концентрации, вызывающие ухудшение органолептических свойств воды (органолептический признак), токсическое действие (санитарно-токсикологический признак) и нарушение процессов самоочищения водоема (обшесанитарный признак). ПДК устанавливают по тому вредному показателю, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией; подобный показатель называют лимитирующим (С. Н. Черкинский).

Важными методологическими  вопросами гигиенического нормирования являются:

1) возможность  переноса данных, полученных в эксперименте на животных, на человека,

2) понятие о  пороге вредного действия, так как нормируемые ПДК или ПДУ должны быть ниже его. Возможность переноса с животных на человека результатов изучения токсического действия химических веществ (и некоторых физических факторов) подтверждена данными исследований гигиенистов и токсикологов. Для увеличения безопасности нормативов с учетом чувствительности животных и человека было предложено вводить так называемые коэффициенты запаса или «коэффициенты эсктраполяции». Рекомендовалось в зависимости от степени токсичности и кумулятивного действия вещества снижать обоснованную в эксперименте ПДК в 10... 100 раз. В последнее время разработаны (Г. И. Красовский) более обоснованные методы подсчета коэффициента экстраполяции с учетом вида экспериментальных животных и характера действия токсического вещества (от 2 до 100 и более).

Если перенос данных санитарно-токсикологического эксперимента со «среднего животного» на «среднего человека» является в общем разрешенным вопросом, то значительно сложнее перенести данные «среднего животного» на человеческую популяцию, среди которой имеются значительные генетические и другие различия (возрастные, болезни, беременность и др.), обусловливающие дифференцированную чувствительность к нормируемым агентам.

Таким образом, действие фактора на популяцию в значительно большей мере подчиняется закону случайности (т. е. стохастическим закономерностям), чем в эксперименте. Этот вопрос пока еще теоретически не решен. Практически же выход находят в расширении видов экспериментальных моделей (животные разного возраста, беременные, с моделированными болезнями), увеличении коэффициента запаса и обязательной проверке надежности, обоснованных ПДК и ПДУ в натурных условиях. Подобная практика обоснования ПДК себя оправдала. В настоящее время подвергается углубленному изучению перенос с животных на человека количественных результатов экспериментального изучения факторов, обладающих аллергенным, гонадотоксическим, эмбриотоксическим, мутагенным и канцерогенным действием.

Второй важной проблемой гигиенического нормирования является представление о пороге вредного действия. Ряд исследователей считают, что необходимо отличать порог биологического и порог вредного действия, так как до определенных пределов физиолого-биохимические сдвиги, возникающие при воздействии на организм фактора среды, находятся в рамках адаптационно-приспособительных реакций. Лишь когда они выходят за их пределы, в компенсаторно-приспособительную зону, действие их можно расценивать как вредное, т. е. физиолого-биохимические сдвиги приобретают гигиеническую значимость. Подобная концепция вызывает необходимость ответа на сложнейший вопрос: можно ли в эксперименте установить грань между адаптационными и компенсаторными процессами. Рекомендуют руководствоваться следующими соображениями. Прежде всего, гигиенически значимыми считать стойкие (например, в течение месяца) достоверные по сравнению с контролем сдвиги и особенно прогрессирующие во времени. Рекомендуют также применять метод функциональных нагрузок (гипоксия, физическая нагрузка, фармакологическая и т. п.), который позволяет сравнивать адаптационные ресурсы подопытных и контрольных животных. Можно говорить о сужении возможностей адаптации, если реакции выходят за пределы доверительных границ. Кроме того, полагают, что наиболее весомыми являются сдвиги со стороны интегральных показателей состояния организма (масса тела, температура тела, функциональное состояние центральной нервной системы, концентрация сахара в крови и т. п.), ибо сдвиги на организменном уровне в большей мере свидетельствуют о нарушении относительного равновесия между организмом и окружающей средой. Сдвиги же на органном, клеточном и молекулярном уровне представляют особый интерес в том случае, если они непосредственно связаны с механизмом биологического действия фактора.  Предлагают также учитывать и степень «жесткости» разных констант организма (П. К. Анохин), так как одни из них лабильны, а другие очень устойчивы, например, температура тела, уровень сахара в крови и др. Изменения устойчивых констант свидетельствуют о гигиенической значимости сдвигов. Таким образом, если следовать изложенной концепции, то порогом вредного действия вещества называется та минимальная концентрация его в объекте окружающей среды, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций.

Все же имеются  исследователи, полагающие, что грань между адаптационным и компенсаторным уровнем приспособительных реакций настолько условна, что правильнее считать порогом действия любое статистически достоверное отклонение физиолого-биохимических показателей подопытных животных от контрольных. При подобном подходе порог действия и, следовательно, ПДК будут несколько ниже. В силу этого имеется мнение, что подобный принцип наиболее оправдан при нормировании факторов, действующих на все население. Несогласные с этим аргументируют свою точку зрения тем, что при этом критерии нормирования порог действия зависит во многом от чувствительности применяемых в эксперименте физиолого-биохимических методик и при совершенствовании их порог будет все больше снижаться, что в известной мере подтвердила практика гигиенического нормирования. Уточнение ранее установленных нормативов происходило в направлении их снижения, а не увеличения.

Исследования  привели ряд ученых к выводу о том, что для веществ, обладающих мутагенным и канцерогенным действием, пороговых доз вообще не существует, т. е. любая малая доза, попав в организм, увеличивает риск возникновения опухоли (мутации), причем степень риска прямо пропорциональна дозе и количеству людей, подвергающихся воздействию канцерогена (мутагена). Эта концепция принята Международным комитетом радиационной защиты (МКРЗ) в отношении мутагенного и канцерогенного действия ионизирующей радиации. Поэтому МКРЗ считает, что ПДУ ионизирующей радиации не должен приводить к более частому возникновению мутаций или опухолей, чем спонтанный уровень этих повреждений, типичных для людей, живущих в условиях незагрязненной среды в обычных геохимических условиях. Данные о беспороговости действия ионизирующей радиации получены на основании эпидемиологических исследований. Концепция МКРЗ о беспороговости является «жесткой» и, следовательно, наилучшим образом предохраняет здоровье человека от столь опасных факторов среды, как канцерогены и мутагены.

Однако правильность этой концепции подвергают сомнению, поскольку эксперименты на животных с убывающими дозами канцерогена показали, что можно достигнуть величины, при которой опухоли у подопытных животных возникают не чаще, чем в контроле (Н. Я. Янышева). Это объясняют и тем, что не вся доза вещества (в данном случае канцерогена), поступившего в организм, достигает рецепторов, часть не усваивается или метаболизируется. Кроме того, косвенно против беспороговости действия свидетельствует и то, что различные канцерогены (мутагены) отличаются между собой той дозой, которая в эксперименте индуцирует опухоль. В свою очередь сторонники беспороговости считают «пороги» канцерогенного действия мнимыми из-за сравнительно небольшого количества животных в эксперименте. Так, если канцерогенное вещество индуцирует опухоли с частотой 2000 на 1 000 000, то для 100 особей, находившихся в эксперименте, эта величина составляет всего 0,2, т. е. появление опухоли маловероятно. Сторонники беспороговости предлагают устанавливать ПДУ или ПДК следующим образом. Определить на животных зависимость «доза — эффект» для 4— 6 доз канцерогенного (мутагенного) вещества и, экстраполируя полученные данные в область малых доз, найти дозу (ПДК), лишь незначительно повышающую спонтанный уровень данной патологии.

Рассмотрим методическую схему обоснования гигиенического норматива на примере ПДК вредного вещества. Первым этапом исследований является физико-химическое изучение свойств подлежащего нормированию вещества, разработка методики количественного определения его в разных средах, установление его реально действующих на человека интенсивностей, режима действия (длительность, перерывы, колебания интенсивности), путей поступления в организм, изучение миграции в различных элементах среды, математическое прогнозирование судьбы в различных средах.

На втором этапе  изучают непосредственное действие вещества на организм. Оно начинается с острых экспериментов, главная задача которых заключается в том, чтобы получить первичные токсикометрические данные о веществе, т. е. установить ЛД₅₀ или ЛК₅₀, порог острого действия и др. Зная физико-химические свойства вещества и его первичную токсикологическую характеристику, можно с помощью расчетных методов определить ориентировочную величину ПДК. Затем проводят подострый эксперимент в течение 1...2 мес., что позволяет установить коэффициент кумуляции и наиболее уязвимые физиологические системы и органы, уточнить механизм действия вещества, его метаболизм и выведение.

После этого переходят  к основному — хроническому эксперименту, который длится 4...6 мес, при моделировании производственных условий, 8...12 мес. при моделировании коммунальных условий, 24... 36 мес. при изучении процессов старения или индуцирования опухолей.

В ходе эксперимента изучают интегральные показатели состояния животных и степень напряжения регуляторных систем, функции и гистоморфологпю отдельных органов, состояние обменных процессов (активность ферментов), влияние функциональных нагрузок. Эти исследования позволяют установить гигиенически значимые пороговые Lim_ch и подпороговые дозы вещества. Зная подпороговые дозы и применяя соответствующие коэффициенты экстраполяции, рассчитывают ПДК вещества по санитарно-токсикологическому признаку.

В ряде случаев  еще более чувствительным тестом, чем общетоксическое действие, является эмбриотоксическое (может быть сильнее в 5... 10 и более раз) и гонадотоксическое, поэтому и эти исследования, так же как и исследование аллергенного действия, введены в методическую схему. Исследуется также канцерогенная и мутагенная активность фактора.   На  людях  в   камеральных   условиях исследуют порог вкуса, обоняния, рефлекторного (с помощью электроэнцефалографии) и раздражающего действия. Эти данные, как и результаты влияния фактора на санитарные условия жизни (например, на зеленые насаждения, прозрачность атмосферы), сопоставляют с ПДК по санитарно-токсикологическому признаку и в случае необходимости снижают ее.