При оценке влияния экологического фактора на организм человека нужно учитывать гелиоритмику и георитмику, климатические и географические факторы, безусловно, антропогенное загрязнение, но не только химическое или физическое, но и информационное, учитывать духовные связи между людьми и множество других аспектов. Как сказал американский эколог и натуралист Винсон Браун: «Человека можно рассматривать как высшее звено экологических связей. Это означает, что его существование, здоровье и счастье зависят от большего числа внешних факторов, чем у любого другого существа на планете».

Экологический аспект здоровья связан с действием внешних факторов: режимом употребления пищи и ее составом, социальными условиями, состоянием окружающей, производственной среды, климатом. Научно-техническая революция принесла с собой величайшие блага для человечества и в то же время оказывает отрицательное влияние на биосферу и здоровье человека. Организм и среда представляют собой не только диалектическое единство, но и целостность. Как проявление целостности, в биосфере объединяются системы «организм-среда», которыми занимается экология.

 

В последние годы выявлены новые заболевания — нервно-психические, генетические, токсикологические, аллергические и др., распространение которых тесно связано с загрязнением атмосферного воздуха, природных питьевых вод, продуктов питания. В районах, где расположены крупные металлургические и химические предприятия, чаще наблюдаются катары верхних дыхательных путей, бронхиты, злокачественные опухоли легких, нервно-психические заболевания. Например, по материалам ВОЗ и данным, полученным учеными Нижнего Новгорода, городское население заболевает раком легких чаще, чем сельское. Болезни легких, нервной системы, сердечно-сосудистые и онкологические заболевания с учетом урбанизации, постарения населения, загрязнения атмосферы и курения, в последние годы становятся одной из актуальных проблем здравоохранения.

Для того чтобы понять, что является пределом возможного воздействия человека на природу с точки зрения сохранения здоровья, необходим строгий анализ степени устойчивости природных ландшафтно-геохимических систем к различного рода техногенным воздействиям. Наиболее трудным вопросом в решении этой проблемы является установление пороговых концентраций токсических элементов и их соединений, так как адаптационная способность отдельных групп населения и даже отдельных лиц далеко не одинакова. Только совместными усилиями специалистов различных областей знаний с помощью многофакторного анализа можно оценить степень воздействия отдельных неблагоприятных факторов и их комбинаций на те или иные популяции и дать возможность выделить группу риска возникновения заболеваний. Задача заключается в том, чтобы предвидеть появление как положительных, так и отрицательных факторов и максимально использовать положительные.

В результате изменения природно-климатических факторов на планете происходят изменения окружающей среды. Это приводит к возникновению противоречий между свойствами и возможностями биологического вида и изменяющимися условиями окружающей среды. Если эти противоречия не устранить, то вид не сможет существовать и будет обречен на вымирание. Подобное уже многократно имело место в тупиковых цепях эволюции. Но в ряде случаев особи вида начинают постепенно приспосабливаться к изменившимся условиям окружающей среды и устраняют таким образом возникающие противоречия, обеспечивая жизнеспособность своего вида. Незначительные изменения свойств и возможностей вида накаливаются и передаются по наследству через бесчисленное множество поколений и, в конце концов, это приводит к формированию новых качественных признаков, то есть образованию нового вида. Формирование новых видов происходит постепенно, в течение длительного времени, и невозможно провести четкую границу между старым и новым, пришедшим ему на смену.

Эволюция — неотъемлемое свойство живой материи во всех ее проявлениях, отражающее вечное ее движение. В зависимости от местных условий и других причин один вид может явиться основоположником нескольких эволюционных цепочек, развивающихся независимо друг от друга. Все многообразие окружающего нас животного и растительного мира, включая самого человека, является результатом развития эволюционных цепочек, ведущих свое начало от простейших белковых первоклеток, образовавшихся в мировом океане миллиарды лет назад.

При формировании человека как биологического вида происходило постоянное ускорение процесса эволюции. Вне сомнения, что человек на данном отрезке исторического развития жизни на Земле является высшим, но не последним звеном эволюции. Он так же, как и все предыдущие формы, эволюционирует со всё возрастающим ускорением и, в конечном счете, на смену ему может прийти новый, более совершенный биологический вид, качественно отличный от человека. Но и этот новый биологический вид, который придет на смену человеку, просуществует недолго, эволюционный процесс будет продолжаться. Анализируя закономерности и темпы эволюции, можно предположить, что продолжительность существования Homo sapiens составит не более 35–40 тысяч лет, т. е. сейчас человечество находится на последней стадии своего существования, которая характеризуется началом формирования нового вида.

Формирование организма, его структура и функционирование, свойства и качества определяются генотипом, т. е. комбинацией нуклеотидов, заложенных в молекулах ДНК. Для того чтобы проявился эволюционный процесс, необходимо изменение генотипа, т. е. изменение кода, заложенного в хромосомах. В незначительной степени изменение генотипа происходит при половом размножении за счет комбинации мужской и женкой информации, получаемой при слиянии половых клеток. Но это слияние возможно только при полном генетическом подобии родителей, поэтому существенных изменений генетического кода здесь быть не может. Для формирования нового биологического вида изменения генотипа должны быть существенными, а это может быть достигнуто за счет мутаций.

Мутации — это изменения генотипа за счет воздействия внешних и внутренних факторов, называемых мутагенами. Существуют четыре основных разновидности мутагенов: физические, химические, биологические и психогенные. Физические мутагены включают различного рода физические воздействия, влияющие на изменение генотипа, в первую очередь это радиация. Кроме того, тот же эффект может быть получен и за счет других физических факторов, таких как температура, электромагнитное облучение, ультразвук. Химические мутагены. К ним относятся различные химические препараты, которые могут попадать в организм с водой, пищей, при дыхании, а также через кожу. Все эти вещества образуют группу генотоксинов. Большинство этих веществ являются результатом развития химической промышленности, хотя существуют и естественные генотоксины. Отдельную и широко распространенную группу генотоксинов составляют гербициды и пестициды, которые нашли широкое применение в сельском хозяйстве. В качестве химических генотоксинов могут быть и некоторые лекарственные препараты.

К биологическим мутагенам, в первую очередь, можно причислить стрессы и вирусы, кроме того, такие факторы, как нарушение обмена веществ и старение. Психогенные мутагены — это эмоциональные стрессоры. Большинство мутагенов отражают воздействие окружающей среды на генетическую структуру клетки. Поэтому появление и проявление мутаций может быть тесно увязано со средой обитания. Мутации носят случайный характер, но во всех случаях происходит либо изменение числа хромосом, либо изменение их структуры, либо изменение взаиморасположения нуклеотидов. В зависимости от этого различают три разновидности мутаций: геномные, хромосомные или генные. Мутации могут происходить как в соматических (тканевых) клетках, так и в половых.

Геномные мутации проявляются в изменении числа хромосом в клетке (увеличение или уменьшение). В тех случаях, когда число хромосом в результате мутаций в половых клетках становится нечетным, клетка теряет способность к делению, что приводит к бесплодию. Если же происходит парное изменение, то появляются мутанты, которые резко отличаются от существующего вида, или уроды. Геномные мутации обычно исключают возможность появления потомства либо из-за бесплодия, либо из-за невозможности найти генетическую пару.

Хромосомные мутации проявляются в выпадении или удвоении участков хромосом или в повороте хромосом на 180°. Так же, как и геномные, хромосомные мутации являются нерезультативными и приводят к бесплодию и уродству. Геномные мутации являются самыми распространенными и результативными. По своему характеру они могут быть прогрессивными, нейтральными и регрессивными. Прогрессивные мутации способствуют улучшению вида, его совершенствованию и лучшему приспособлению к условиям окружающей среды, однако число таких мутаций невелико, обычно не превышает одну на 10 000. Остальные мутации носят нейтральный или регрессивный характер. Нейтральные мутации не отражаются на существовании вида, а регрессивные приводят к постепенному вырождению и гибели вида. Если мутации воздействуют на соматические (тканевые) клетки, то они приводят к определенным изменениям в организме. Так, например, регрессивные мутации могут привести к отмиранию клеток или их перерождению (раковые опухоли), они существенно воздействуют на организм (вплоть до смерти), но по наследству не передаются.

Если мутации воздействуют на половые клетки, то они отражаются только на потомстве, т. е. носят наследственный характер. При регрессивных мутациях рождается неполноценное потомство, уроды, дебилы, дети с различными физическими недостатками, плохо приспособленные к жизни и т. д.В этом процессе существенное значение приобретают естественный отбор и борьба за существование. Немногочисленные прогрессивные мутанты приобретают новые качества, обеспечивающие их благоприятное развитие и преимущества в борьбе за существование, а регрессивные мутанты постепенно вымирают, не выдерживая конкуренции в жестких условиях среды обитания. Этот процесс ярко проявляется в животном и растительном мире.

Несколько иначе дело обстоит в человеческом обществе. Здесь естественный отбор практически отсутствует. Обычно сохраняется почти все выжившее потомство вне зависимости от его качества. Даже ярко выраженные дебилы и уроды, совершенно не способные к самостоятельному существованию, сохраняются обществом. Нередки случаи, когда такие мутанты дают потомство, которое тоже бывает неполноценным. В результате техногенной деятельности человечества количество мутагенов непрерывно возрастает, а следовательно, увеличивается и количество мутаций, приходящихся в среднем на одно поколение. Обычно считают, что этот показатель может колебаться в пределах 1:105–1:107 случаев на одно поколение, однако в определенных критических ситуациях этот показатель может изменяться и очень существенно. С этой точки зрения эпоха, которую мы переживаем, является критической. По эволюционным последствиям ее можно приравнять к глобальной катастрофе, изменяющей облик всего живого на планете.

Пожалуй, за все время существования жизни на Земле не было еще периода столь быстрого изменения условий среды обитания. Анализируя эволюцию окружающей среды и условий обитания на Земле, можно констатировать наличие двух разновидностей этого процесса. В одних случаях происходит медленное, постепенное изменение климата состава атмосферы, фауны и флоры. В других — это происходит быстро и носит характер катаклизма или катастрофы, что приводит к быстрому вымиранию существующих и формированию новых видов растений и животных. История нашей планеты знает немало таких примеров.

Причиной быстропротекающих изменений окружающей среды могут быть тектонические изменения, падения крупных метеоритов и другие явления. Естественно, что чем быстрее происходят изменения окружающей среды, тем разрушительнее они сказываются на живых организмах планеты. До последнего времени экологические катаклизмы носили естественный характер и зависели только от определенных природных закономерностей. Положение существенно изменилось после появления человека. Его активная трудовая деятельность привела к принципиально новым качественным явлениям — техногенному воздействию на условия среды обитания. По мере развития цивилизации и увеличения ее численности это воздействие оказывается все более интенсивным и разнообразным и в настоящее время уже может рассматриваться как глобальный, быстро прогрессирующий катаклизм, охвативший всю планету. Темпы его развития значительно опережают возможности эволюционного процесса, а поэтому происходящее на Земле в настоящее время не может не отразиться существенно на всех формах жизни.

Значительные изменения среды обитания накладывают определенный отпечаток на характер и направленность эволюционного воздействия на растения, животных и самого человека. Но в результате объективных причин (например, геологические катаклизмы, резкие изменения температурного режима и т. п.) или последствий воздействия самого вида на окружающую среду происходят ее изменения, которые нарушают установившееся равновесие. Условия существования вида становятся менее благоприятными. Начинают более активно действовать мутагены, которые явились следствием изменений, происшедших в окружающей среде. Такими мутагенами могут быть увеличение радиации, активизация генотоксинов. Но если даже таких внешних факторов нет, то могут действовать субъективные факторы, например, постоянное голодание из-за отсутствия пищи создает стрессовые ситуации, что активизирует действие гормонов. Невозможность индивида удовлетворить различного рода потребности создает негативный эмоционально-эффективный фон его физического состояния, а это может явиться причиной возникновения мутаций и изменений генотипа.

Физические и химические мутагены активно воздействуют на различных представителей фауны и флоры, но между ними существуют самые тесные связи. В результате этого в процессе эволюции могут существенную роль играть вторичные последствия мутаций, сущность которых можно пояснить таким примером.Допустим, что некоторый химический препарат совершенно безопасен и безвреден для человека или его применение исключает возможность непосредственного воздействия на человека. Поэтому контролю использования этого препарата не уделяется должного внимания. Но этот препарат оказывается сильным мутагеном для некоторого вируса, который тоже безвреден для человека. В результате мутаций вируса он начинает видоизменяться и появляется новый вид вируса, уже смертельно опасного для человека. Поскольку период генерации у вирусов очень мал, то этот процесс может происходить очень быстро — всего несколько лет.

 

В последнее время много внимания отводится диоксину. Это очень ядовитое химическое соединение, называемое хлорорганическим, потому что оно частично состоит из хлора. Фактически правильнее говорить «диоксины», потому что их много, около 75. Особенность этого вещества состоит в том, что оно соединяется с жирами, нерастворимо в воде и существует долго: период его «полураспада» в организме равен 7–10 годам. Его находят практически во всех продуктах питания и особенно в рыбе, мясе, птице и молочных продуктах. Человек, находящийся в конце пищевой цепочки, накапливает его с каждой трапезой, закладывая внутрь себя настоящую бомбу замедленного действия. Нулевого порога чувствительности к диоксину не существует. Это вещество действует в минимальных дозах. Для измерения его количества ученые пользуются очень малой единицей — одним пикограммом (10–12 грамма).

Диоксин — результат промышленной деятельности. Он образуется разными способами: в процессе производства пестицидов, отбеливания бумажной массы, выплавки металлов и сжигания отходов, в том числе и бытовых: пластмасс, растворителей, обработанной древесины, отходов, содержащих хлор. Хотя диоксин обнаруживается везде: и в дыме от обычного лесного пожара, и в автомобильных выхлопах — большая часть ответственности за выбросы диоксина ложится на мусоросжигатели и металлургическую промышленность. Диоксин приводит к тяжелым расстройствам здоровья, провоцируя раковые заболевания, гормональные нарушения, ослабление системы иммунной защиты (отсюда его название «химический СПИД»); он затрудняет зачатие, вызывая эндометриоз и приводит к феминизации и поро-кам развития зародышей.

Мы перечислили только наиболее очевидные его проявления. В феврале 1997 года подведомственный Всемирной организации здравоохранения Международный центр исследования рака в Лионе (Франция) причислил диоксин к канцерогенам. Токсичность диоксинов удалось обнаружить, изучая последствия ряда промышленных аварий, например в Севезо (Италия) и во время войны во Вьетнаме, где на южную часть страны массированно сбрасывали дефолиант, содержащий диоксин. Севезо, маленький городок на севере Италии, в июле 1976 года был накрыт ядовитым облаком, образовавшимся во время аварии на химическом заводе. Большое количество животных погибло в этом районе сразу же. Люди остались живы, но диоксины имеют свойство проявлять себя в долгосрочной перспективе. Все ученые сделали один вывод: «В очень больших дозах диоксины содействуют появлению опухолей, хотя непосредственно их не порождают», — объясняет Дени Бар из Института гражданской обороны и ядерной безопасности. Они вызывают очень редко встречающиеся случаи рака мягких тканей, например рак печени, возникающий спустя десять лет после воздействия токсина. Это вещество действует, как вирус СПИДа, ослабляя иммунную защиту.

К тому же было отмечено значительное отклонение от нормы в балансе рождений девочек и мальчиков. В Севезо в среднем появляется на свет 48 девочек на 26 мальчиков, тогда как в других частях планеты соотношение иное: 106 мальчиков на 100 девочек. Нелицеприятную картину завершают следующие факты: диоксин является причиной кожной болезни, хлоракне, одной из разновидностей экземы, которая поражает по большей части детей. И последнее: у потомков подвергшихся воздействию диоксина людей бывают задержки роста и психомоторные расстройства. Порог опасности не был определен, этим объясняются трудности в установлении какой-либо нормы. Неизвестна также и смертельная доза. Исходя из сложных экстраполяций, некоторые ученые установили пределы максимальной дозы, которую человек может поглощать в сутки: один пикограмм на килограмм собственного веса. Они также установили максимальное содержание диоксина в молоке. В соответствии с рекомендациями, оно не должно превышать 3 пикограмма на 1 грамм жира, а при дозах более 5 лучше изъять молоко из продажи.

Вся наша пища поражена диоксинами. Но углубленные исследования проводились только по молоку. Как происходит его заражение? Печи для сжигания мусора или промышленные предприятия выбрасывают газы, содержащие диоксин, который осаждается на полях. Поедая траву, корова поглощает этот яд, который и переходит в ее молоко. Следовательно, это проблема глобальная и решать ее политикам. Необходимо, в частности, принять законы, запрещающие сжигание в печах всех категорий отходов без разбора, и установить четкие нормы сжигания.

Мать, кормящая грудью младенца, передает ему вместе с молоком живительную силу, необходимую для роста и защиты от микробов. А значит, и от диоксина, подумает кое-кто. Увы, дело обстоит совсем иначе. Материнское молоко не избежало общей участи, хуже того, уровень содержания в нем диоксина выше, чем в молоке животных. В груди скапливается и сосредоточивается весь диоксин, поглощенный матерью, по меньшей мере, за последние десять лет. Неудивительно, что этот вопрос был поставлен в одной статье в английском медицинском журнале «The Lancet» под заголовком «Надо ли запретить кормление женским молоком?». По анализу ученых, в женском молоке содержится около 20 пикограмм диоксина на грамм жира. При 5-разовом кормлении младенец получает в сутки дозу, раз в 100 превышающую допустимую. Однако некоторые ученые считают, что паниковать не стоит. «Благотворные последствия кормления грудью значительно превышают предполагаемую опасность диоксина», — уверяет доктор Катрин Курвален из комитета профилактики и защиты.

Наша цивилизация в результате своей деятельности создала на Земле критическую ситуацию, но как она повлияет на самого человека? Что ждет его в будущем? В значительной мере на будущее человечества повлияют результаты его хозяйственной деятельности. Вопрос защиты окружающей среды становится проблемой номер один. Человечество начинает понимать, что созданная им техносфера в корне изменит среду обитания и является для него угрозой как для биологического вида. Строго говоря, создаваемые нами технические средства, призванные устранить противоречия, которые возникают по мере развития общества, особенно обостряются при численном увеличении человечества. Между уровнем технического прогресса и численностью населения земного шара существует прямая зависимость. С одной стороны, чем совершеннее технические средства, которыми пользуется общество, тем больше должна быть его численность, а с другой — чем больше людей обитает на Земле, тем необходимее становится применение технических средств для обеспечения их потребности. Уже сейчас многие технические программы не могут реализовываться в узких национальных рамках и требуют международной кооперации.