При повышенной функции щитовидной железы введение малых доз йода (микройода) оказывает благотворное действие на организм. Для предупреждения недостаточности йода в местностях с распространением у населения эндемического зоба еще древние китайцы, египтяне, индейцы использовали в пищу морские водоросли, богатые йодом. В настоящее время широко используются различные йодные препараты, в том числе рекомендуется замена обычной поваренной соли на йодированную (10 г йодида калия на 1 т соли).
Из группы галогенов йод обладает наибольшей антимикробной активностью и широко применяется в виде 2%-й спиртовой настойки для дезинфекции и прижигания ран, ушибов и других повреждений.
Однако при неосторожном обращении может произойти отравление парами йода или отравление при приеме внутрь. При вдыхании паров йода появляются кашель, насморк, резь в глазах, слюно- и слезотечение, головная боль. Эти явления быстро проходят после умывания водой и проветривания помещения. При случайном приеме настойки йода внутрь ощущается неприятный вкус во рту, боли в животе, тошнота, рвота. Пострадавшему необходимо дать молоко, сырые яйца, крахмальный кисель. Йод хорошо нейтрализуется питьевой водой.
* * *
Многочисленными исследованиями, проведенными за последние 10-15 лет в странах Европы, Азии, Африки и Австралии, безусловно доказано, что степень загрязненности тяжелыми металлами и токсичными элементами растений - зерна, овощей, плодов, кормов для всех видов животных, а следовательно, продуктов растительного и животного происхождения - впрямую связана с содержанием их в окружающей среде, т. е. в почве, воздухе или воде. И способы борьбы с токсичными веществами бывают порой весьма оригинальными.
Например, голландские ученые используют в экологических целях пресноводных мидий (обычных речных ракушек), которые питаются загрязняющими воду веществами. Сети, "обросшие" мидиями, устанавливают перед стенами водохранилищ и шлюзами, чтобы они играли роль своеобразных фильтров для очистки воды от токсичных веществ и тяжелых металлов. По мере "обогащения- раковин вредными веществами сети периодически заменяются на новые.
Что же касается работников пищевой отрасли, их задача - постоянно контролировать пищевое сырье и готовую продукцию, чтобы обеспечить выпуск безвредных для здоровья продуктов питания.
Химические элементы распространены в земной коре неравномерно, что приводит к их естественному недостатку или избытку в тех или иных районах. А это в свою очередь обусловливает соответствующие реакции организмов, возникновение мутаций и многое другое, поскольку микроэлементы и минералы очень важны для развития различных жизненных форм. Металлы, поглощаемые организмами, могут стать активизаторами действия ферментов (цинк, железо) или, наоборот, ингибиторами (кадмий, никель). Ионы кальция участвуют в передаче нервных импульсов, регулируют тонус сердечной мышцы. Железо, медь, магний наряду с витаминами группы В необходимы для образования эритроцитов. Кальций и фосфор играют исключительную роль в минерализации костей и зубов.
Дисбаланс химических элементов становится причиной многих болезней человека. Йододефицит, например, приводит к эндемическому зобу. Эта болезнь встречается на равнинах тропических областей Африки и Южной Америки, в Восточной Европе. В России районами зобной эндемии являются верховье Волги, Урал, Кавказ, Алтай, Прибайкалье, Дальний Восток.
Таблица 1.Заболеваемость детей от 0 до 14 лет в зависимости от наличия зоба (на 1000 детей)
Классы,группы болезней Дети с увеличенной Дети с нормальной щитовидной щитовидной железой железой
Инфекционные болезни 2,6 1,3
Болезни эндокринной системы, нарушение обмена веществ и иммунитета, в том числе ожирение 26,4 20,83
Психические расстройства 77,8 66,4
Болезни нервной системы и органов чувств 44,9 39,1
Болезни системы кровообращения 2,6 1,3
Болезни органов дыхания 476,3 238,3
Болезни органов пищеварения 328,5 224
Болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани 190 63,8
Эндемический зоб особенно опасен для детей, так как на его фоне возрастает уровень распространения большинства социально значимых заболеваний (табл. 1). Помимо клинически очерченных болезней дети с зобом могут иметь повышенную чувствительность к холоду, сухость кожи, ломкие волосы и ногти.
На фоне йодной недостаточности и эндемического зоба нередко наблюдаются нарушения в формировании мозга ребенка, что проявляется по-разному — от снижения интеллекта в легкой степени до тяжелых форм эндемического кретинизма и двигательных нарушений. При незначительном дефиците йода эти признаки не столь ярко выражены, но все же отмечаются пониженные способности к обучению, выполнению школьных заданий или конкретной работе руками.
При психофизиологическом тестировании детей с увеличенной щитовидной железой в йододефицитном районе выявляется нарушение концентрации внимания, уменьшение объема кратковременной памяти, появление двигательных расстройств.
Имеется много данных о том, что при йодном дефиците дети заметно отстают в росте по сравнению со сверстниками, проживающими в районах с достаточным содержанием йода в биосфере. Так, антропометрические исследования, проведенные в эндемичных районах нашей страны, показали зависимость между умеренной йодной недостаточностью и уменьшением роста детей. В условиях среднетяжелого йодного дефицита малый рост у детей до 6 лет отмечен в среднем у 22% обследуемых. После 8 лет число низкорослых уменьшается до среднепопуляционной нормы, причем максимальный "скачок" роста отмечается в период с 3 до 6 лет и сопровождается значительным напряжением всех адаптационных механизмов. "Выравнивание" ростовых показателей сопровождается увеличением заболеваемости на 50% и более.
Серьезной эколого-геохимической проблемой является мочекаменная болезнь, представляющая собой обширную группу различных по своей природе камнеобразующих болезней и синдромов, широко распространенных на земном шаре в особых биогеохимических провинциях, для которых характерно повышенное поступление в организм кремния в сочетании с высоким содержанием в биосфере фтора, марганца, нитратов, сульфатов и хлоритов.
Эндемический арсеноз — заболевание, обусловленное избыточным попаданием в организм неорганических форм мышьяка с питьевой водой (0.5-6 мг/л) и с пищей. Оно известно в литературе как болезнь "черной стопы" и сопровождается поражением периферических сосудов со спонтанной гангреной пальцев ног, рук и стоп. Больше всего очагов этой болезни в Аргентине, КНДР, США, Мексике, Японии. Мышьяковистый рак кожи зарегистрирован в Аргентине, Канаде, Китае, Чехословакии, Франции, Германии, Израиле, Японии, Южной Африке, Швейцарии, Великобритании, США.
Таким образом, природно обусловленные факторы геохимического риска могут, наряду с техногенными, провоцировать развитие сильнейших нарушений в организме человека. Поэтому желательно для каждой территории сформировать экологический паспорт, учитывающий не только техногенные факторы геохимического риска, но и природные.
Химические соединения. Известно также, что хлоридно-сульфатные воды приводят к нарушениям в системе пищеварения, различным гинекологическим заболеваниям.
Под воздействием высоких концентраций нитратов развивается такая болезнь, как водно-нитратная метгемоглобинемия. Нитраты, попадая в организм человека, под влиянием микрофлоры кишечника образуют нитриты, которые, в свою очередь, приводят к образованию в крови метгемоглобина, в результате чего снижается снабжение тканей кислородом. Нитриты и нитраты в организме человека могут трансформироваться в канцерогенные нитрозоамины. Содержание нитратов в питьевой воде не должно превышать 45 мг/л .
В последнее время большое внимание уделяется изучению влияния веществ, появляющихся в воде в результате ее хлорирования. К таким соединениям относятся тригалометаны - производные метана, в молекулах которого часть атомов водорода замещена атомами галогенов: Cl, Br, I. Тригалометаны обладают большой биологической активностью и оказывают канцерогенное действие на организм человека. Их количество достигает 100 мкг/л . Основным из них является хлороформ, наряду с которым обнаруживается еще до 40 различных веществ. Количество и разнообразие тригалометанов зависят от химической природы первичных органических соединений, находящихся в хлорируемой воде, количества использованного при хлорировании воды активного хлора, времени его контакта с водой, pH воды, ее температуры и других факторов. Эти соединения являются причиной злокачественных, обменных, аллергических, ревматических и других неинфекционных заболеваний.
Биологически активные элементы. При оценке качества воды в первую очередь необходимо обращать внимание на концентрации биологически активных (эссенциальных) элементов, которые участвуют во всех физиологических процессах. В.В.Ковальский к таким, биологически активным, элементам отнес K, Na, Ca, Mg, Li, Rb, Fe, Cu, Zn, Ga, Co, Ni, Mn, Mo, Cd, Cr, Ti, V, Sr, Ba, Cl, I, F, Se, As . А.П.Авицын с соавт. в группу наиболее жизненно необходимых микроэлементов включают Li, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Mn, Mo, Cr, V, I, F, Se, As, Si, а кандидатами Cd, Pb, Sn и Rb . Ю.И. Москалев отмечает, что в организме человека содержатся все химические элементы Периодической системы, биологическая роль многих из которых еще не изучена, например, Li, Cs, Sc, Al, Ba, B, Rb, Be, Ag, Ga, Ge, Hg, Pl, Bi, Ti, Sb, U, Te, Ra и многих других. Однако отсутствие такой информации еще не означает их биологическую инертность. Замещая биологически значимые элементы в различных важных в физиологическом отношении соединениях (белки, в том числе ферменты, нуклеиновые кислоты, гормоны, витамины) и структурных образованиях (оболочки клеток, матрица костной ткани и др.), они могут существенно влиять на протекание биохимических и физиологических процессов и лежать в основе многих болезней, вызывая нарушения первоначально на молекулярном и субмолекулярном уровнях.