Ответы на диффзачёт 2й курс. 1. Экологическая медицина понятие, цели, задачи. Вклад наследственности, пищевого статуса и свободнорадикального стресса в развитие экологически зависимых заболеваний
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Атмосфера — это дисперсная оболочка Земли, состоящая из смеси газов (азот, кислород, двуокись углерода, инертные газы), взвешенных аэрозольных частиц, водяных паров. Источники загрязнения атмосферы делятся на природные и антропогенные. К природным источникам относятся космическая пыль, извержение вулканов, выветривание пород, пыльные бури. Антропогенные источники: выхлопные газы транспорта, сжигание топлива, промышленные выбросы, сельское хозяйство (использование удобрений, ядохимикатов). Наибольшую озабоченность вследствие деятельности человека вызывает состояние двух областей — стратосферы и тропосферы. Воздействие атмосферного воздуха на человека обусловлено анатомо-физиологическими особенностями системы органов дыхания:
Монооксид углерода (угарный газ, CO) — это бесцветный, лишенный запаха газ. Конкурирует с кислородом при связывании с гемоглобином (Hb). Механизм его действия заключается в следующем:
Клинические проявления воздействия CO на организм человека зависят от концентрации карбоксигемоглобина в крови. При 20% насыщении гемоглобина у здорового человека наблюдаются головная боль, слабые поведенческие изменения, понижение работоспособности, снижение памяти. В диапазоне 20–50% отмечается сильная головная боль, тошнота, слабость и психические нарушения. Выше 50% имеет место потеря сознания с угнетением сердечного и дыхательного центра, аритмия и падание артериального давления в результате расширения периферических сосудов. Наиболее чувствительны к оксиду углерода люди с заболеваниями мозговых, коронарных и периферических сосудов. У курильщиков уровень эндогенного карбоксигемоглобина составляет приблизительно 5–15% и симптомы отравления у них могут развиваться быстрее, чем у некурящих. Монооксид углерода легко проникает через плаценту и индуцирует нейротоксическое воздействие на мозг плода курящей женщины, что может проявляться последующей патологией новорожденных. Диоксид углерода (углекислый газ, CO2) — бесцветный газ кисловатого вкуса и запаха. Приблизительно 70% общего количества CO2 попадает в атмосферу при сжигании топлива. Остальное количество обусловлено дыханием организмов, вырубкой лесов, интенсивным ведением сельского хозяйства, микробиологическими процессами в почве. Играет важную роль в регулировании притока к Земле -излучений, рентгеновских, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, а также уменьшает тепловое излучение Земли. В настоящий момент концентрация CO2 в атмосфере составляет 0,034%. Она увеличивается примерно на 0,5% в год. За ХХ столетие концентрация углекислого газа возросла на 20%.С накоплением CO2 (а также других парниковых газов) связывают возникновение «парникового эффекта». Инфракрасное излучение, проходящее через атмосферу, поглощается и частично отражается земной поверхностью. Из-за большой длины волны эта часть солнечной радиации частично поглощается двуокисью углерода, водяными парами и озоном тропосферы, другая часть заново отражается к земле. Значительно усугубляют проблему метан, хлорфторуглероды, оксиды азота, поглощающие инфракрасное излучение в 50100 раз сильнее, чем углекислый газ. В силу этого обстоятельства поверхность земли еще более нагревается. Этот феномен и получил название «парниковый эффект». Доказательства потепления климата на планете — повышение температуры глубинных вод океанов на 0,5С; смещение в Альпах границы ареала распространения некоторых разновидностей растений в более прохладные зоны; сокращение количества полярных льдов за последние 15 лет на 6%; повышение уровня мирового океана с 1880 года от 9 до 25 см. На глобальное повышение температуры организм человека и популяция в целом могут отреагировать следующими изменениями:
9. Оксиды азота: их характеристика, источники поступления в атмосферу, механизмы токсичного действия на организм человека. Фотохимический смог: действие на организм человека. Оксиды азота (NOx). Поступают в атмосферный воздух при грозовых разрядах и молниях, при горении биомассы, в процессах денитрификации. К антропогенным источникам оксидов азота относят производство красок и нитроцеллюлозы, сгорание ископаемого топлива, транспорт, производство азотной и серной кислот и др. Моноксид азота (NO) — бесцветный газ не имеющий запаха; его воздействие ведет к метгемоглобинообразованию, агрегации тромбоцитов и вазодилятации. В присутствии кислорода воздуха NO быстро превращается в диоксид азота. Диоксид азота (NO2) — газ с резким специфичским запахом красно-бурого цвета. При контакте с влажной тканью легких образует азотную кислоту, что ведет к трахеобронхитам, токсическим пневмониям, отеку легких. Патологии способствует повреждение диоксидом азота эластиновых и коллагеновых волокон соединительной ткани. Диоксид азота способен вызывать сенсибилизацию, усиливать восприимчивость к инфекционным заболеваниям, потенцировать бронхиальную астму. Длительное воздействие высоких концентраций диоксида азота приводит к хроническому воспалению ткани легких и по признакам напоминает эмфизему. Также диоксид азота обладает способностью:
Особенно опасную форму приобретает загрязнение атмосферы оксидами азота при образовании фотохимического смога. Для его формирования необходимы:
Под действием энергии УФИ диоксид азота распадается на монооксид азота и атом кислорода, который соединяется с О2, давая озон (О3). Процесс спонтанно обратим. Если отсутствуют другие факторы, озон и монооксид азота вновь реагируют с образованием диоксида азота и О2, поэтому заметного накопления озона не происходит. Но в присутствии углеводородов NO реагирует с ними, а это влечет за собой 2 негативных последствия:
Компоненты фотохимического смога оказывают раздражающее действие на слизистую глаз, верхних дыхательных путей, способствуют развитию аллергического конъюнктивита, вызывают сухость слизистых, вазомоторный ринит, насморк. 10. Оксиды серы. Химический смог и кислотные осадки, их возможные экологические и медицинские последствия. В атмосфере крупных промышленных городов в значительных количествах содержатся соединения серы — SO2, H2S, сульфатные частицы. Сера попадает в воздух в результате вулканической деятельности, жизнедеятельности анаэробов. К основным антропогенным источникам относят сжигание ископаемого топлива; химическую, нефтеперерабатывающую и металлургическую промышленность, производство цемента. Диоксид серы — политропный яд. Резорбируется непосредственно в верхних дыхательных путях, где раздражает слизистые оболочки, усиливает слезотечение, вызывает бронхоспазм. В атмосфере диоксид серы претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию сернистой и серной кислот. Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной. Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег). На живые организмы кислотные осадки могут оказывать прямое и косвенное воздействие. Прямое действие на человека приводит к дистрофическим изменениям кожи, крапивнице, экземе; раздражению слизистых оболочек глаз (кератиты, конъюнктивиты) и верхних дыхательных путей; пневмосклерозам, хроническиме бронхитам, астматическим реакциям; раздражению слизистой оболочки полости рта, некрозам зубной эмали. Косвенное действие кислотных осадков на живые организмы может осуществляться за счет изменения pH водоемов и нарушения кислотности почв, снижения всасывания фосфат-иона, изменения состава микроорганизмов почв. В кислой почве повышается растворимость тяжелых металлов (Cd, Pb, Mn, Cu), которые поглощаются растениями, а затем по пищевым цепочкам поступают в организм человека. 11. Стратосферный озон. Проблема разрушения озонового слоя. Биолого-медицинские последствия разрушения озонового слоя. Озон — чрезвычайно сильный окислитель. Точка его приложения — ткани легких; поражение легких носит характер респираторного стресса. В клетках О3 может стать причиной разнообразных нарушений: в липидных структурах мембран инициируется перекисное окисление, протеины, а также гиалуроновая кислота подвергаются окислению, что сопровождается изменением функциональной активности клеток. В легких изменяется активность ряда ферментов (сукцинатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, нуклеотидазы), нарушается соотношение нуклеиновых кислот, стенки альвеол инфильтрируются лимфоцитами и плазматическими клетками. Раздражаются слизистые дыхательных путей и глаз. Его хроническое поступление может привести к эмфизематозным и фибротическим изменениям ткани лёгких, гиперплазии альвеолоцитов, в макрофагах нарушается образовании супероксидных радикалов – что ведёт к незавершенному фагоцитозу и частым инфекциям. Дети более чувствительны к озону. Озон легко проникает в хвою или листья в процессе дыхания, нарушая процесс фотосинтеза. Компоненты фотохимического смога оказывают раздражающее действие на слизистую глаз, верхних дыхательных путей, способствуют развитию аллергического конъюнктивита, вызывают сухость слизистых, вазомоторный ринит, насморк. 12. Заболевания, связанные с экологическим состоянием гидросферы. Эвтрофикация водоемов. Эколого-медицинская характеристика хлора и летучих органических соединений, содержащихся в воде. Согласно имеющейся классификации ВОЗ можно выделить пять групп заболеваний, связанных с экологическим состояние гидросферы: - заболевания от зараженной воды ( тиф,холера,дизентерия,полиомиелит,гепатит); - заболевания кожи и слизистых (трахома,проказа); - заболевания, вызываемые живущими и размножающимися в воде насекомыми (малярия,желтая лихорадка); - заболевания, вызываемые моллюсками (шистосомоз,ришта); - заболевания от загрязненной воды. Эвтрофикация водоемов — обогащение воды в водоеме биогенами, сопровождающееся повышением продуктивности растительности в водоёмах. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот. Характеристика хлора Хлор широко используется для обеззараживания воды от бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Его использование привело к тому, что такие болезни, как холера и тиф, которые легко распространяются через зараженную воду, практически не встречаются в развитых странах. Тем не менее существует несколько проблем, которые касаются присутствия хлора в питьевой воде. Во-первых, это проблема качества воды. Присутствие в воде избыточного количества хлора придает ей неприятный вкус и «запах плавательного бассейна». Во-вторых,это заболевания, которые может вызвать сам хлор. Показано, что люди, которые пьют хлорированную воду, имеют риск возникновеия рака мочевого пузыря на 21% больше и риск возникновения рака прямой кишки а 38% больше, чем те,кто пьет воду с небольшим содержанием хлора. В-третьих, действие хлорзамещенных метана. Эти соединения образуются в питьевой воде под воздействием хлора, даже когда в ней имеются безвредные органические соединения, в том числе и летучие. Действие хлорзамещенных метана также связывают с возможностью индуцировать онкологические заболевания. Уровень остаточного хлора после обезвреживания воды нормализуется (свободный – 0,3-0,5 мг/л, связанный – 0,8-1,2 мг/л). Тем не менее известны факты избыточного содержания хлора в водопроводной воде, особенно в весенний и летний периоды. Летучие органические соединения (ЛОС) – водные примеси, которые представляют опасность, когда их концентрация достигает даже незначительных уровней. Отличительная особенность - трудность и высокая стоимость их определения. К ЛОС относятся: бензол, тетрахлористый углерод, винилхлорид, толуол, дихлорэтан и др. ЛОС – побочные продукты при производстве ядохимикатов, красок, клеев, красителей, парфюмерных изделий, перегонке нефти и др. ЛОС проникают в питьевую воду в результате антропогенной деятельности из-за индустриальных утечек, промышленных аварий и халатности. Основной путь проникновения в питьевую воду – это попадание на поверхность почвы, миграция вглубь и достижение водоносного слоя. В значительных количествах ЛОС находятся в воде открытых водоемов, рек, особенно в районе расположения индустриальных зон. В связи с истощением подземных запасов питьевой воды и использованием все в больших количествах воды открытых водоемов вероятность загрязнения питьевой воды увеличивается. Как было указано выше, ЛОС – опасные примеси и могут при длительном воздействии вести к развитию ряда заболеваний. В процессе его обезвреживания образуются много численные продукты, обладающие широким спектром действия. Возникающий при монооксигеназной реакции трихлороксиран обладает способностью связываться с макромолекулами и тем самым оказывать токсические воздействия на печень и почки. Помимо того, из него образуются: хлоральгидрат, трихлорэтанол и трихлоруксусная кислота, которые имеют седативное, токсическое для ЦНС и раздражающее действие соответственно. Возникающие при действии глютатиона метаболиты трихлорэтана обладают канцерогенным действием. 13. Геомедицина. Естественная и антропогенная геохимическая провинция, взаимосвязь с соответствующей заболеваемостью населения, примеры эндемической патологии. Медицинская геология, или геомедицина, - часть экологической медицины, рассматривающая влияние геологических факторов на здоровье человека и животных. Состав естественно окружающей среды очень важен для нашего здоровья. Миграция и взаимодействие элементов – очень тонкий вопрос. Не мало регионов во всем мире,в которых почвы являются эндемичными. Еще в начале 20 века новый тип заюолеваний был зарегистрирован на северо-востоке Китая в области Кешань и позже получил название болезни Кешана (эндемическая кардиопатия). Связана с поражением сердечной мышцы и развитием сердечной недостаточности. Обнаружили, что болезнь встречается в зонах, которые отличаются низкой концентрацией селена в почве и грунтовых водах. Другим примером патологии, имеющей геомедицинское происхождение, является болезнь Кашина-Бека, которая также была давно знакома китайским медикам (эндемический остеартрит). Начальными симптомами этой патологии являлись отеки и боли в суставах, атрофия мышц. В дальнейшем утолщение проксимальных межфаланговых суставов кистей, локтевых и голеностопных суставов при полной сохранности функций или незначительном их ограничении. Причиной патологии является низкое содержание сена в почве. Почвы на территории РБ также считаются эндемичными а отношении некоторых микроэлементов. Основной этиологический фактор возникновения йоддефицитных состояний в нашей республике - недостаток йода в почвах и вожже и продуктах питания, производимых на данной территории. Содержание йода в окружающей среде зависит главным образом от типа почв. В Беларуси 63,5% территории представлено дерново-подзолистыми почвами, в которых йод содержится в недостаточном количестве. В формирование эндемического зоба значительный вклад вносит фактор дефицита в почвах Беларуси и, следовательно, продуктах питания других микроэлементов: селена, меди, цинка, железа, молибдена, магния, марганца, выступающих в роли кофакторов ряда ключнвых ферментов обмена. К большому сожалению, антропогенная деятельность человека также нарушает естественный баланс и равновесие. Одна из самых серьезных экологических проблем – закисление почвы, которое несет потенциальную угрозу для здоровья людей. Эта проблема разделяется на 2 составляющие: -прямой эффект из-за сорбции кислых аэрозолей, образовавшихся с участием оксидов серы и азота; - непрямой эффект, связанный с увеличением поглощения некоторых токсичных металлов. За счет эффектов подкисления металлы, находящиеся в верхнем слое почвы, могут становится более растворимыми, что увеличивает их подвижность и биодоступность для растений. К таким компонентам относятся: кальций, магний, марганец, алюминий, никель,цинк, кадмий и в меньшей степени ртуть, свинец и медь. И все эти процессы затем влияют на здоровье человека, вызывая многие заболевания. 14. Эндемическая недостаточность поступления йода в организм человека. Струмогенные факторы. Основной этиологический фактор возникновения йоддефецитных состояний в нашей республике – недостаток йодах почвах, в воде и , соответственно, продуктах питания, производимых на данной территории. С растительной пищей в организм человека поступает 58,3% йода от общей ежесуточной потребности, с мясом – 33,3%, с водой – 4,2%; остальное количество йода поступает ингаляционным путем и через кожу. Содержание йода в окружающей среде зависит главным образом от типов почв и их способности удерживать и отдавать йод, от расположения над уровнем моря и отдаленности от морей и океанов: по мере удаления почва становится все менее обогащенной данным микроэлементом. В случае преобладания в рационе питания продуктов местного производства развивается дефицит йода разной степени выраженности. В Беларуси 63,5% территории представлено дерново-подзолистыми почвами, в которых йод содержится в недостаточном количестве, 14,7% - торфяными (болотными), характеризующимися прочным связыванием йода с органическими соединениями. В формировании эндемического зоба значительный вклад вносит фактор дефицита в почвах Беларуси и, следовательно, продуктах питания других микроэлементов: селена, меди, цинка, железа, молибдена, магния, марганца, выступающих в роли кофакторов ряда ключевых ферментов обмена. В частности, селен является компонентом дейодиназ, участвующих в конверсии тироксина (Т4) в трийодитиронин (Т3) путем дейодирования наружного кольца Т4 в тканях и органах-мишенях, например в печени, кишечнике, мозге, бурой жировой ткани, плаценте и др. дефицит меди приводит к снижению активности цитохромоксидазы, церулоплазмина и йодиназы, активирующей присоединение йода к тирозину. Струмогенное действие дефицита кобальта реализуется через снижение активности йодпероксидазы щитовидной железы, в результате чего замедляются процессы биосинтеза тиреоидных гормонов. Нормы потреб-я йода по рекомендациям ВОЗ: 120-150мкг/сут. 15. Фазы детоксикации ксенобиотиков. Система микросомального окисления. Понятие о метаб-кой активации. Индукторы и ингибиторы микросомального окисления. Подавляющая часть загрязнителей — не растворимые в воде гидрофобные соединения концентрируются в жировой ткани или мембранах. Дальнейший метаболизм ксенобиотиков затруднителен, так как значительная часть реакций в клетке протекает в водной фазе. Трудность состоит и в транспортировке (кровь-водная среда).фазы детоксикации: • химическую модификацию, придание токсическим соединениям гидрофильных свойств, которые облегчают их солюбилизацию, т.е. растворение. Это происходит путем образования или введения в состав молекул групп ОН, NH2 и др.; • ковалентную конъюгацию, ведущую к образованию транспортных, форм ксенобиотиков и способствующую их выведению из организма. Другой механизм экскреции ксенобиотиков-выведения из клетки с помощью Р-гликопротеинов или с помощью резистентных белков с низкой специфичностью. Дальнейшая судьба экскретируемых ксенобиотиков состоит в связывании их с альбумином плазмы крови или лигандом, которые уменьшают их токсичность. Все эти процессы требуют расхода энергии в виде НАДФН или АТФ. Главная роль в хим.модифик. принадлежит микросомам. В мембранах ЭПР локализована система монооксигеназного окисления, обладающая низкой специфичностью. в 1950 г. в клетках печени, основной компонент - цитохром Р-450. В микросомах проходит метаболизм гидрофобных ядов, лекарств, канцерогеных веществ, стероидных гормонов, липидов. Полиспецифичность микросомного окисления объясняется свойствами цит. Р-450, функционирующего в виде различных изоформ. Изоформы цит. Р-450 - гемопротеины. Они имеют общее строение активного центра, содержащего гемовое железо Окисление гидрофобных субстратов в микросомах идет по трем основным путям: • включение атома кислорода в связь между атомом водорода и к.-л. другим атомом молекулы-субстрата (гидроксилир-е) • добавление атома кислорода в пи-связь (эпоксидирование), • присоединение атома кислорода к молекуле (окисление). Наиболее типичная ферментативная активность микро-сомной системы — окисление липофильных субстратов, осуществляемое с помощью активации молекулярного кислорода (монооксигеназные реации):  Необходимые кофакторы микросомного окисления — восстановленные нуклеотиды (НАДФН и НАДН), которые взаимодействуют с цит. Р-450 через флавопротеин-НАДФН-цитохром Р-450-редуктазу. Некоторые разновидности цит. Р-450 локализуются в митохондриальной мембране. Показано, что цит. Р-450 кодируется семейством «супергенов», которое составляет по крайней мере 50 генов, организованных в несколько мультигенных семейств. Номенклатура генов осуществляется следующим образом: • общее название гена - СYР; • имя - арабские или римские цифры от 1 до 28; • подимя - латинские буквы (А - 2); • индивидуальный номер - арабские цифры. Гены СYРI несут информацию о ферментах, участвующих в обезвреживании ароматических углеводородов Высокая активность СYР1А2 в организме появляется в ответ на курение и связана с увеличенным риском заболевания раком толстого кишечника. CYPII участвуют в метаболизме некоторых лекарственных соединений, CYPIII — в метаболизме стероидов. Некоторые группы изоформ цит. Р-450, способны метаболизировать почти все липофильные искусственно синтезированные соединения: лекарства, пестициды и гербициды... изоформы цит. Р-450 могут синтезироваться после проникновения в организм новых низкомолекулярных соединений подобно Ат. Домен ДНК, участвующий в индукционном ответе на попадание в организм ароматических углеводородов, - Ah-домен (англ. Aromatic hydrocarbons). В цитоплазме ксенобиотик присоединяется к белковому комплексу,(Ah-рецептор- состоит из собственно рецептора AHR, белков теплового щока HSP и белка AIP. Группа сопутствующих протеинов предназначена для правильного ориентирования и стабилизации рецептора. Связывание сопровождается отщеплением HSP- и AIP-рецептора. Облегченный комплекс транспортируется в ядро, где формирует гетеродимер с белком - ядерным проводником ARNT (AHR Nuclear Translocator). Сформированный димер присоединяется к CYP-гену ДНК и активирует транскрипцию мРНК, кодирующую аминокислотную последовательность цит. Р-450, который и запускает процесс гидроксилирования ксенобиотика. |