Клинические аспекты спортивной медицины
Тепловое загрязнение оказывает влияние на функционирование природных систем и отдельных компонентов среды (атмосферы, воды). В результате сгорания топлива в атмосферу выделяется огромное количество тепла, что приводит к повышению температуры воздуха. Не менее 2 % энергии, содержащейся в потребляемом топливе, не используется в производстве из-за низкого коэффициента полезного действия и рассеивается в атмосфере в виде тепла. В среднем за год в атмосферу поступает 5 × 106 ккал технического тепла, или 0,01 ккал/см2, что составляет около 0,006 % величины солнечной радиации, поглощаемой земной поверхностью и атмосферой. Это приводит к повышению температуры у земной поверхности на 0,01 °C. В крупных промышленных городах выделяемое тепло сравнимо с поступающей солнечной радиацией.
Повышение температуры воды ведет к уменьшению содержания в ней растворенного кислорода (при температуре в 30 °C в 1 л воды содержится в 2 раза меньше кислорода, чем при температуре 0 °C), азота и углекислого газа. Повышение температуры водной среды приводит к деградации естественных водных комплексов, доминированию сине-зеленых водорослей, что ведет к уменьшению численности многих видов животных. Тепловое загрязнение достигает наибольших показателей в городах (воздух и поверхностные воды), а также в местах расположения теплоэлектроцентралей, которые сбрасывают большие объемы теплых вод. Иногда они используются человеком для своих нужд, например, организуются круглогодичные прудовые хозяйства для разведения промысловых рыб.
Отрасли промышленности. Многие отрасли промышленности являются загрязнителями окружающей среды, особенно черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая. Так, состав промышленных выбросов химической промышленности очень разнообразен и включает оксид углерода, оксид азота, сернистый ангидрид, аммиак, хлористые и фтористые соединения. Очень ядовитым газом является оксид углерода, или угарный газ, который образуется при неполном сгорании угля и нефти. Основные его источники – транспорт, металлургические и нефтеперерабатывающие заводы. Особая ядовитость угарного газа связана с тем, что он в 300 раз активнее кислорода и соединяется с гемоглобином крови, поэтому человек задыхается даже при достаточном количестве воздуха. Отрицательное влияние на организм человека оказывает сернистый ангидрид, оксид азота, которые выделяются при сжигании угля и нефти. Наибольшей опасностью отличаются соединения серы. Во влажном воздухе сернистый ангидрид соединяется с водой и образует серную кислоту. Под влиянием сернистого газа и его производных происходит поражение верхних дыхательных путей (бронхит, бронхиальная астма), разрушается хлорофилл в листьях растений, замедляется рост, снижается продуктивность, а в отдельных случаях наблюдается гибель растений, особенно хвойных видов. Кислотные дожди повышают кислотность почв и вод, ускоряют процессы коррозии металлов, разрушают здания, памятники истории и культуры.
В мире насчитывается до 550 млн автомобилей. Один автомобиль в среднем поглощает ежегодно 4 т кислорода и выбрасывает с выхлопными газами 800 кг оксидов углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Автомобильные выхлопные газы – это смесь примерно 200 веществ, которые загрязняют воздух, воды, почвы, растительный и животный мир.
Тяжелые металлы. Очень опасно поступление тяжелых металлов в окружающую среду (свинец, ртуть). Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, передаваясь по цепи питания к высокоорганизованным животным. В результате этого у рыб, млекопитающих, птиц тяжелые металлы накапливаются в опасных концентрациях. Тяжелые металлы, поступающие с продуктами питания в организм человека, вызывают нарушение психики и параличи, оказывают отрицательное влияние на наследственность. Автомобиль за год выбрасывает 1 кг свинца в виде аэрозоля, что требует ограничения до минимума интенсивной хозяйственной деятельности вдоль шоссейных дорог. Поступая с выхлопными газами в организм человека, свинец приводит к нарушению синтеза гемоглобина, функций почек, мозга. Даже самое малое количество этого металла в организме нарушает обмен веществ.
Особенно способствует возникновению раковых заболеваний концентрация в организме человека кадмия. У людей, живущих в местностях с избытком кадмия, происходят нарушения в деятельности почек, уменьшается количество белка. Повышенное содержание в организме свинца и кадмия приводит к отравлению мозга. Цинк, наоборот, активно участвует в делении клеток мозга, кобальт – в синтезе витамина В12, в процессах кровообразования. Было установлено, что в местностях с недостатком кобальта наблюдаются отрицательные процессы в организмах домашних животных (коровы худеют, выпадает шерсть, обезжиривается молоко и т. д.). Никель вызывает преимущественно рак ротовой полости и толстого кишечника. При избытках никеля (Казахстан, Южный Урал) наблюдается поражение роговицы глаз, раздражение эпителия. При недостатках молибдена (Австралия, Новая Зеландия, Флорида) в организме нарушается обмен азота.
Другие микроэлементы также важны для здоровья человека. Например, у людей, живущих на северо-западе России, в Прибалтике, Германии, Финляндии, из-за недостатка селена в сердечной мышце довольно часто наблюдается инфаркт миокарда. При избытке селена у животных (более 2 мг/сут) наблюдаются признаки селеновой интоксикации: нарушается координация движений, у овец происходит выпадение шерсти, у птиц – перьев. Селен в труднорастворимых минеральных формах опасен и для человека. Наибольшая концентрация селена: прерии Северной Америки, Южный Урал, Забайкалье.
Одно из самых распространенных заболеваний на Земле – эндемический зоб, которое связано с недостатком в природной среде йода, что приводит к нарушениям гормональной функции щитовидной железы. Для профилактики этого заболевания в кухонную соль добавляют йодистый калий (7,5–10 г/т), употребляют в пищу морскую капусту. Широко известно эндемическое заболевание зубов – флюороз и кариес. Флюороз возникает от избытка фтора; кариес – при недостатке его в воде и пище. При этих заболеваниях разрушается и костная ткань.
Пестициды. Для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства люди изобрели химические средства – пестициды. Несмотря на все выгоды (повышение урожайности сельскохозяйственных культур, уничтожение многих переносчиков заболеваний), постепенно начали проявляться и негативные последствия. Накопление их в природе отрицательно влияет на живые организмы. В организмах хищных животных третьего порядка концентрация дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) в 500 тыс. раз выше, чем в окружающей среде. Многие пестициды сохраняются в окружающей среде десятки лет, участвуя в биологических круговоротах. Загрязнение организмов птиц пестицидами отрицательно влияет на образование скорлупы, снижает плодовитость, подавляет инстинкт гнездования, сказывается на наследственности.
Чрезмерное использование в отдельных странах в сельском хозяйстве нитратов и фосфатов загрязняет почвы и воды, ухудшает качество продуктов питания, вызывая заболевания крови. В растения азот поступает из почвы, а затем через продовольственные и кормовые культуры попадает в организм человека и животных. Сейчас сельскохозяйственные культуры чуть ли не полностью получают минеральный азот из химических удобрений, так как некоторых органических удобрений не хватает для обедненных азотом почв. Однако в отличие от органических удобрений в химических удобрениях не происходит свободного выделения в природных условиях питательных веществ. Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения. Нитраты в организме человека могут переходить в очень токсичные вещества – нитриты. Нитраты, соединяясь с гемоглобином крови, переводят его в метгемоглобин, который препятствует перенесению кислорода в организмах животных и человека. Развивается заболевание, которое получило название метгемоглобинемия. Установлено, что использование кормов с содержанием нитратов более 4 % сухого веса кормов приводит к гибели сельскохозяйственных животных.
Моющие синтетические вещества являются сильным загрязнителем. Препятствуют поступлению кислорода в водную среду, токсичны для живых организмов.
1.1.3. Влияние природных факторов, питания и биологического загрязнения на здоровье человека
Для организации эффективного отдыха и лечения человека необходима определенная природная среда с соответствующим рельефом, климатом, растительностью, наличием водоемов, минеральных источников, целебных грязей и др. Природные условия должны отвечать тем качественным показателям, которые будут содействовать лечению, оздоровлению и развитию людей.
Климат. Среди природных факторов наибольшее значение имеет климат (температура воздуха, суммы температур, продолжительность периода с комфортными климатическими условиями, относительная влажность, ветер, солнечная радиация, продолжительность залегания снежного покрова и пр.). При организации лечения и отдыха природные факторы выступают как условиями, так и ресурсами отдыха. Человек всегда стремится в лес, в горы, на берег моря, реки или озера. Здесь он чувствует прилив сил, бодрости. Недаром говорят, что лучше всего отдыхать на лоне природы. Санатории, дома отдыха строятся в самых красивых уголках. Это не случайность. Оказывается, что окружающий ландшафт может оказывать различное воздействие на психоэмоциональное состояние. Созерцание красот природы стимулирует жизненный тонус и успокаивает нервную систему, поднимает настроение, снимает физическую усталость. Растительные биоценозы, особенно леса, оказывают мощный оздоровительный эффект. Медики считают, что эстетическое наслаждение, которое получает человек от наблюдения красот природы, приводит к снятию устойчивых очагов нервного напряжения в коре головного мозга.
Разнообразие пейзажей вместе с разнообразием рельефа – широкие многоплановые картины с полями, лесами, холмами – оказывают положительное влияние на психическое состояние человека, создавая комфорт души. Наибольшей эстетичностью и благоприятностью для отдыха обладают пограничные полосы между различными средами, и особенно между лесом и водоемами. Поэтому значительная часть зон расположена именно в такой местности. Так, для больного туберкулезом органов дыхания очень благоприятными являются сосновые боры, в то же время они запрещены для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Ведущая роль в медико-биологической оценке природных условий принадлежит климату и воде. Влияние климата на человека проявляется через конкретную погоду. По температурным показателям «зона комфорта» – 17–23 °C. Отрицательное влияние на здоровье человека оказывают конкретные изменения погоды (изменение давления, осадков, температуры, ветра и др.). Комфортное состояние – наиболее благоприятное тепловое ощущение, когда человек не ощущает ни жары, ни холода, возникает при температуре внешней среды 31–33 °C.
В связи с тем, что природные факторы имеют неодинаковую ценность для организации рекреационных районов, им при оценке территории придается различная значимость. К факторам, которые должны быть положены в основу оценки, относятся: продолжительность благоприятных климатических условий, характер рельефа, наличие лесов, рек, озер и водохранилищ. К дополнительным факторам, которые учитываются при оценке, относятся: почвенный покров, характер пляжей, экскурсионных объектов природного характера (заказников, памятников природы, заповедников).
Ценность тех или других природных факторов изменяется в зависимости от времени года. Например, если летом густота речной сети и озерность выступают основными факторами, то при организации зимних видов отдыха учитываются отрицательные температуры, продолжительность залегания и толщина снежного покрова.
Питание оказывает важное влияние на здоровье человека. Каждый из нас знает, что пища необходима для нормальной жизнедеятельности организма. В течение всей жизни в организме человека непрерывно совершается обмен веществ и энергии. Источником необходимых организму строительных материалов и энергии являются питательные вещества, поступающие из внешней среды, в основном с пищей. Если пища не поступает в организм, человек чувствует голод. Но голод, к сожалению, не подскажет, какие питательные вещества и в каком количестве необходимы человеку. Мы часто употребляем в пищу то, что вкусно, что можно быстро приготовить, не очень задумываясь о полезности и доброкачественности употребляемых продуктов.
Врачи утверждают, что полноценное рациональное питание – важное условие сохранения здоровья и высокой работоспособности взрослых, а для детей еще и необходимое условие роста и развития. Для нормального роста, развития и поддержания жизнедеятельности организму необходимы белки, жиры и углеводы, витамины и минеральные соли в нужном ему количестве.
Нерациональное питание является одной из главных причин возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний органов пищеварения, болезней, связанных с нарушением обмена веществ. Регулярное переедание, потребление избыточного количества углеводов и жиров – причина развития таких болезней обмена веществ, как ожирение и сахарный диабет. Рациональное питание – важнейшее непременное условие профилактики не только болезней обмена веществ, но и многих других. Пищевой фактор играет важнейшую роль не только в профилактике, но и в лечении многих заболеваний: специальным образом организованное питание (лечебное питание) является обязательным.
Лекарственные вещества синтетического происхождения, в отличие от пищевых, являются для организма чужеродными. Многие из них могут вызывать побочные реакции, например аллергию. Поэтому при лечении больных следует отдавать предпочтение пищевому фактору.
В продуктах многие биологически активные вещества обнаруживаются в равных, а иногда и в более высоких концентрациях, чем в применяемых лекарственных средствах. Вот почему с древнейших времен многие продукты, в первую очередь овощи, фрукты, семена, зелень, применяют при лечении различных болезней.
Многие продукты питания оказывают бактерицидные действия, подавляя рост и развитие различных микроорганизмов. Так, яблочный сок задерживает развитие стафилококка; сок граната подавляет развитие сальмонелл; сок клюквы активен в отношении различных кишечных, гнилостных и других микроорганизмов. Всем известны антимикробные свойства лука, чеснока и других продуктов. К сожалению, весь этот богатый лечебный арсенал не часто используется на практике.
Но теперь появилась новая опасность – химическое загрязнение продуктов питания. Появилось и новое понятие – экологически чистые продукты. Очевидно, каждому из нас приходилось покупать в магазинах крупные, красивые овощи и фрукты, но, к сожалению, в большинстве случаев, попробовав их, мы выясняли, что они водянистые и не отвечают нашим требованиям относительно вкуса. Такая ситуация происходит, если сельскохозяйственные культуры выращиваются с применением большого количества удобрений и ядохимикатов. Такая сельскохозяйственная продукция может иметь не только плохие вкусовые качества, но и быть опасной для здоровья.
Биологические загрязнители. Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, простейшие, гельминты и др. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организмов, в том числе и в самом человеке. Наиболее опасны возбудители инфекционных заболеваний. Они имеют различную устойчивость в окружающей среде. Одни способны жить вне организма человека всего несколько часов. Находясь в воздухе, в воде, на различных предметах они быстро погибают (менингококковая инфекция, грипп). Другие могут жить в окружающей среде от нескольких дней до нескольких лет (лептоспироз, сибирская язва, туляремия). Для третьих она является естественным местом обитания (легионеллез, листериоз). Для четвертых (бешенство, клещевой боррелиоз, трихинеллез) местом сохранения и размножения являются другие организмы, например дикие животные, насекомые.
Источником инфекции может являться почва, в которой могут находиться возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены. В организм человека они попадают при повреждении кожных покровов, при нарушении правил гигиены. Болезнетворные микроорганизмы могут проникать в грунтовые воды и становиться причиной болезни. Поэтому рекомендуется кипятить воду из колодцев, родников. Особенно загрязненными бывают открытые источники воды: пруды, реки, озера. Описаны многочисленные случаи, когда загрязненные источники воды становились причинами эпидемии холеры, вспышек брюшного тифа, дизентерии.
При воздушно-капельной инфекции заражение происходит через верхние дыхательные пути при вдыхании воздуха, содержащего болезнетворные микроорганизмы. К ним относят грипп, коклюш, дифтерию, инфекционный мононуклеоз и другие, при которых возбудители попадают в воздух во время разговора, при чихании, кашле.
Особую группу составляют инфекционные болезни, передающиеся при тесном контакте с больными или при пользовании его вещами, например полотенцем, носовым платком, зубной щеткой, бритвой. К ним относятся такие заболевания, как сифилис, гонорея, гепатиты В и С, ВИЧ-инфекция.
Люди и домашние животные могут заражаться природно-очаговыми заболеваниями, попадая на территорию природного очага. Человек, вторгаясь в природу, нередко нарушает естественные условия существования болезнетворных организмов, и сам становится жертвой. К таким заболеваниям относят чуму, малярию, туляремию. Особенностью природно-очаговых заболеваний является то, что их возбудители существуют в природе в пределах определенной территории вне связи с людьми. Они паразитируют в организме диких животных. Передача возбудителей от животных к животному и от животного к человеку происходит через переносчиков – насекомых и клещей (клещевой энцефалит, боррелиоз, трипаносомоз).
Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье – это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье – это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем.
1.1.4. Эпидемиология и эпидемиологический процесс
Греческое слово epidemia (от epi – сверх и demos – народ) обозначало массовое распространение инфекционных заболеваний. Когда болезнь охватывала многие государства и даже континенты, речь шла о pandemia. На Руси эпидемию называли мором или повальной болезнью.
Эпидемиями и эпидемиологическими процессами занимается такой раздел медицины, как эпидемиология.
У профессора Л. П. Зуевой эпидемиология – наука, изучающая закономерности возникновения и распространения любых патологических состояний среди людей и разрабатывающая меры борьбы и профилактики.
J. M. Last: «Эпидемиология – наука о распространении относящихся к здоровью (человека) состояний или событий в определенных популяциях и их детерминант, а также применение этих исследований в контроле над проблемами здоровья».
Эпидемический процесс – процесс взаимодействия возбудителя-паразита и организма на популяционном уровне, проявляющийся при определенных социальных и природных условиях.
Эпидемиологический процесс – процесс распространения инфекционных заболеваний в человеческом обществе, заключающийся в формировании цепи эпидемических очагов, последовательно возникающих один за другим.
Эпидемический очаг – местонахождение источника инфекции и окружающая его территория, в пределах которой возможно распространение возбудителя болезни, что обуславливает механизм передачи. Эпидемический очаг является основным элементом эпидемического процесса, зависит от патогенности возбудителя, восприимчивого коллектива, среды обитания людей, распространения инфекционных заболеваний. Эпидемический очаг существует в течение срока, равного максимальному инкубационному периоду и времени изоляции источника и проведения дезинфекции.
Инфекционный процесс (инфекция) – это взаимодействие возбудителей-паразитов и восприимчивого организма. Он выражается в виде болезни и бессимптомного носительства.
Инфекционный очаг – локализация возбудителя в организме человека или животного. Например, при шигеллезах – толстый кишечник, при дифтерии гортани – гортань и т. д. Проявления эпидемического процесса неодинаковы по своим количественным показателям:
– спорадическая заболеваемость – единичные, не связанные между собой случаи болезни;
– эпидемическая заболеваемость – вспышка, эпидемия, пандемия.
Количественные критерии зависят от вида инфекционного заболевания, его распространенности:
– экзотические болезни – не свойственные для данной территории, возникающие посредством завоза из другой страны;
– эндемическая заболеваемость – постоянно существующая на данной территории среди людей в силу природных, бытовых или социальных условий.
При отсутствии хотя бы одного фактора эпидемический процесс невозможен.
Источник инфекции – естественная среда обитания, в которой живет, питается и размножается возбудитель, из которой он выходит для заражения восприимчивого организма.
Если источник инфекции – человек, то такие заболевания называют АНТРОПОНОЗЫ (таких инфекций большинство: острое респираторное заболевание (ОРЗ), дизентерия, холера, брюшной тиф, вирусные гепатиты). Если источник инфекции – животное, то – ЗООНОЗЫ (лептоспироз, псевдотуберкулез, бруцеллез). Инфекции, источником которых могут быть и человек, и животные – АНТРОПОЗООНОЗЫ (сальмонеллезы). Также выделяют инфекции, где источником является окружающая среда, – САПРОНОЗЫ (клостридиозы – анаэробная инфекция, столбняк, газовая гангрена, ботулизм).
Механизм передачи инфекции – типичная или специфическая способность возбудителя перемещаться из одного организма в другой. Механизм передачи – то, каким образом происходит передача инфекции. Путь – совокупность факторов передачи или один фактор передачи, т. е. элементы среды, обеспечивающие перемещение возбудителя в данное конкретное время и в данной конкретной обстановке, – это то, через какие объекты происходит передача инфекционного агента.
Пути передачи инфекции – конкретные элементы внешней среды, которые обеспечивают перенос возбудителя из одного организма в другой.
Факторы передачи инфекции – объекты внешней среды, на которых возбудитель может жить и которые обеспечивают его дальнейшее перемещение. Факторами передачи могут быть воздух, пища, вода, почва, предметы быта, живые переносчики.
Фазы механизма передачи:
1. Выделение заразного начала из организма.
2. Пребывание во внешней среде.
3. Внедрение возбудителя в новый организм.
Первая фаза – выделение:
а) физиологические акты;
б) патологические акты;
в) искусственные акты;
г) с помощью кровососущих насекомых.
Вторая фаза – пребывание во внешней среде – факторы передачи:
а) пищевые продукты;
б) вода;
в) воздух;
г) предметы быта;
д) почва.
Третья фаза – механизм передачи и локализация возбудителя находятся в единстве:
Выделяют 5 механизмов передачи инфекции:
1. Фекально-оральный:
– водный путь. Характеризуется широким охватом населения, формы заболеваний обычно легкие и стертые;
– пищевой путь возможен, когда происходит размножение микроорганизмов в пищевых продуктах и затем при употреблении таких продуктов в пищу, чаще имеет локальный характер;
– контактно-бытовой путь – передача инфекции через грязные руки (дизентерия – болезнь грязных рук) и предметы обихода, предметы личной гигиены – полотенце, зубная щетка и т. д. Доза возбудителя обычно мала, следовательно, болеют дети, ослабленные лица, лица без гигиенических навыков.
2. Аэрозольный (аэрогенный). Заражение происходит через воздушную среду:
– воздушно-капельный путь, по которому происходит заражение практически всеми детскими инфекциями ОРЗ;
– воздушно-пылевой путь, при котором имеется возбудитель, устойчивый во внешней среде (туберкулез, большинство зоонозов, кишечные инфекции).
3. Контактный:
– собственно контактный путь – непосредственный контакт с кожей (чесотка, герпес);