Екологічно залежні та екологічно зумовлені захворювання

До ХІХ століття у структурі захворюваності переважали інфекційні захворювання. Розвиток хімічної, металургійної, нафтопереробної та іншої промисловості, атомної енергетики, різних видів транспорту, у т.ч. автотранспорту, призвів до руйнівного впливу на довкілля, умови проживання і здоров’я людини. Екологічні фактори, передусім антропоекологічні, за даними ВООЗ формують до 25 % патології людини, в окремих промислово розвинених регіонах навіть і більше, зокрема близько 90 % всіх новоутворень виникає внаслідок дії шкідливих факторів, куріння, харчування, способу життя.

Техногенне надходження ксенобіотиків у довкілля, енергетичне, радіаційне, бактерійне забруднення призводить не лише до погіршення стану навколишнього середовища, забруднення харчових продуктів, але й до негативної дії на організм людини, збільшення хімічного навантаження, накопичення шкідливих речовин в організмі, порушення гомеостазу, дезадаптації фізіологічних систем, декомпенсації систем знешкодження і, врешті-решт, до патологічних змін і захворювань.

Сьогодні будь-які несприятливі ефекти, які відображають наслідки фізичного, хімічного, біологічного, психічного впливу на індивідуум чи популяцію, називають екологічно зумовленими. У міжнародній практиці офіційне визнання отримав термін “захворювання, пов’язане з навколишнім середовищем” (“environmental disease”), що позначає будь-яке захворювання, яке виникає безпосередньо або опосередковано, повністю або частково в результаті впливу факторів навколишнього середовища на людину, а термін “екологічно зумовлене захворювання” – “ecological disease” – застосовується для позначення захворювань, в етіології яких важливі взаємовідносини популяції господаря і паразитів (О.В. Бердник, 2011).

Дію навколишнього середовища на організм людини вивчають різні дисципліни, зокрема екологічна генетика, екологічна пульмонологія, екологічна педіатрія, екологічна гепатологія, екологічна імунологія, екологічна онкологія тощо. Офіційної класифікації екологічних захворювань не існує. Захворювання, що пов’язані з дією навколишнього середовища можна умовно поділити на дві групи:

1) екологічно залежні – це багаточисельні захворювання неспецифічного характеру, що виникають на тлі зміненого середовища. При цьому екологічні фактори провокують патогенетичні механізми хвороби та ускладнюють її перебіг (зростання загальної захворюваності, серцево-судинної, онкологічної, ендокринної, дитячої захворюваності, патології вагітності, порушень внутрішньоутробного розвитку плоду тощо);

2) екологічно зумовлені – це захворювання специфічного характеру, коли екологічний фактор є етіологічним чинником захворювання (ендемічні захворювання, природно-вогнищеві інфекції, захворювання зумовлені дією шкідливих хімічних речовин, радіації, біологічних алергенів).

У розвитку екологічних захворювань, окрім хімічних, фізичних, біологічних факторів, мають значення спадковість, харчування, дія алергенів, порушення активності антиоксидантної системи тощо. Погіршення стану навколишнього середовища, передусім у промислових регіонах призводить до зростання екологічно залежної хімічної патології і виникнення нових екологічно зумовлених захворювань.

За ступенем небезпеки для здоров’я людини на першому місці знаходяться хімічні контамінанти – важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш’як), хлоровані вуглеводні, діоксини, нітрати, нітрити і нітросполуки, азбест, пестициди, радіонукліди, лікарські засоби (антибіотики, синтетичні хімічні сполуки), біологічні чинники, що широко застосовуються у промисловому виробництві. Надходження в організм людини ксенобіотиків змінює стан специфічної і неспецифічної резистентності організму. Це, своєю чергою, є фактором ризику розвитку різноманітної патології, зростання й ускладнення перебігу різних захворювань. Передусім збільшується ріст загальної захворюваності дорослого і дитячого населення, у структурізахворюваності зростають захворювання системи кровообігу, кровотворних органів, дихальної системи, поширилися хвороби розладу психічної і нервової, гепатобіліарної системи, зросла онкопатологія, генотоксична і ембріотоксична патологія, ушкоджується імунна і серцево-судинна системи. Хімічні фактори викликають апоптоз, некроз, канцерогенез.

В етіології і патогенезі захворювань провідна роль належить спадковості і стану навколишнього середовища. Ризик розвитку патології за умов дії довкілля залежить від генетичної індивідуальності. Шкідливі хімічні фактори сприяють появі нових мутацій, що є причиною онкологічних та інших захворювань. До основних хімічних мутагенів належать: 1) органічні і неорганічні сполуки природного походження (NO₂, нітрити, нітрати, радіонукліди тощо); 2) продукти перероблення природних сполук (солі важких металів, чотирихлористий вуглець тощо); 3) синтезовані хімічні сполуки (пестициди, діоксини, лікарські препарати тощо). Забруднення довкілля сприяє збільшенню хромосомних аберацій, вроджених вад розвитку. Відомо більше, ніж 6000 генетично зумовлених аномалій і вад розвитку, медична статистика ураховує близько 30 вроджених вад. Їхня частота у містах є у три рази вищою, ніж у сільській місцевості. У жінок, котрі контактують з гербіцидами, у 6 разів більше народжуються діти із вродженими вадами розвитку. Високий ризик онкозахворювань, передусім рак легенів виникає при дії поліциклічних ароматичних вуглеводнів, нітрозамінів, радону, азбесту, миш’яку, пестицидів, ПХБ, діоксинів. Високі концентрації кадмію в атмосферному повітрі спричинюють онкопатологію трахеї, бронхів, молочної залози, нирок, шкіри, у воді – передміхурової залози, у харчових продуктах – крові, товстої кишки, молочної залози. Основне канцерогенне навантаження на людину формують бенз(а)пірен, бенз(а)антрацен, бенз(в)флуорантен, дібенз(аh)антрацен, нітрозодиметиламін, нітрозодиетиламін, кадмій, хром (VI), нікель, свинець, формальдегід, бензол (І.О. Черниченко, 2011).

Хімічні фактори є ефекторами ендокринної системи і викликають низку захворювань з порушенням гормонального балансу (англ. ЕЕD – Environmental Endocrine Discuptos). До таких речовин належать лікарські препарати, зокрема діетилстильбестрол, местранол, а також антропогенні естрогени – хлорорганічні пестициди – альдрин, дільдрин, ліндан, токсафен, ПХБ, діоксини, які циркулюють в організмі упродовж тривалого часу. Вони порушують репродуктивну функцію, блокують рецепторні ефекти тестостерону, порушують їхній метаболізм, сприяють розвитку гормонально-залежних пухлин, пригнічують синтез тиреоїдних гормонів. Хлорорганічні інсектициди порушують вуглеводний обмін і призводять до розвитку цукрового діабету. Цьому ж сприяють магній, фтор, силіцій, нітрати. Хімічні забруднювальні речовини нині розглядаються як найбільш вагомий патогенетичний фактор ураження для щитоподібної залози. Фтористі сполуки сприяють розвиткугіпотеріозу, гіперплазії і порушенню функції щитоподібної залози. Порушують ендокринну регуляцію високі концентрації свинцю, ртуті, нікелю, марганцю. Сприяють розвиткові серцево-судинних захворювань (інфаркту міокарда, стенокардії, аритмії, атеросклерозу) миш’як, свинець, кадмій, кобальт, сірковуглець, окис вуглецю, фтористі сполуки.

На репродуктивну функцію впливає ціла низка хімічних, фізичних і клімато-географічних факторів (додаток 17). При дії хімічніх речовин, зокрема, виникає перинатальна патологія, патологія новонароджених, викидні, передчасні пологи, ускладнюється родова діяльність. У чоловіків порушується сперматогенез і функція передміхурової залози.

У повітрі промислових регіонів мутагенне, тератогенне, канцерогенне навантаження сприяє розвитку вродженої патології і канцерогенезу. На сьогодні виявлено тісний зв’язок між забрудненням довкілля і частотою недоношеності, вад розвитку у дітей і хромосомних захворювань, алергічною патологією, анеміями, розумовим відставанням і аномаліями поведінки у дітей, їхнім фізичним розвитком.

Дитячий організм має підвищену чутливість до впливу шкідливих факторів довкілля, що зумовлено фізіологічною особливістю організму. Проживання дітей у районах, прилеглих до великих промислових підприємств підвищує ймовірність формування хронічних захворювань у 1,5 рази, гострих – у 1,6 разів, резистентність організму знижується в 1,9 разів. Оцінка стану здоров’я дітей, котрі проживають у екологічно неблагополучній місцевості, засвідчує поліорганність уражень внутрішніх органів і систем. Часті рецидиви захворювань, ураження нервової та гепатобіліарної системи, зустрічаються у 90, 5 % обстежених дітей, поєднання панкреатитів, гастродуоденітів, зміни у складі периферичної крові у 76 - 86 % обстежених дітей. У дітей, які проживають у зонах екологічного лиха виявляються вроджені вади розвитку, рецидивуючий бронхіт, нефропатії, алергічні захворювання, харчова алергія, зниження коефіцієнту розумового розвитку (iQ), вегето-судинна дистонія, бронхіальна астма, ендокринопатії, імунодефіцитні стани, ендокринні порушення, нервово-психічні порушення, онкопатологія тощо (Ю.Є. Вельтищев, 1996, 2004).

Особливо небезпечним для здоров’я і психічного розвитку дітей є свинець. Доведено, що накопичення свинцю в організмі суттєво впливає на функцію центральної нервової системи, розумову діяльність дітей та їхні здібності до навчання. Навіть концентрація свинцю у крові дітей на рівні 10 мкг/100 мл викликає неврологічні симптоми, поведінкові розлади, зниження уваги, агресивність, гіперактивність, у дорослих свинець стимулює гіпертонію, знижує слух тощо. Вважається, що лімітувальним показником свинцевого ризику для населення в екологічно небезпечних районах є затримка психічного розвитку дітей.

Установлена пряма залежність між концентрацією у повітрі NO₂, СО₂ та психозами. За умов впливу SO₂, важких металів виникають головні болі, парастезія, депресія, енцефалопатія, пестицидів – астено-вегетативний синдром, зниження пам’яті, радіаційного забруднення – порушення сенсомоторної і короткочасної вербальної пам’яті, оперативного мислення, радіаційні енцефалопатії тощо. Нині розвивається новий напрямок – екологічна психіатрія. ВООЗ розробила систему тестів для оцінки психологічних і неврологічних порушень організму унаслідок впливу забруднювачів довкілля.

До набутого екологічного захворювання сьогодні відносять множинну хімічну чутливість. Це багатосимптомний синдром, для якого характерно порушення уваги, підвищена стомлюваність, депресія, головні болі, порушення сну, страх. Гіперчутливість до хімічних чинників виявляється після вірусних інфекцій, нервових зривів. На розвиток цього захворювання впливає стать, вік, дієта, порушення ендокринної системи, шум, а індукторами захворювання є запахи (леткі олії евкаліпту, жасмину тощо), пластмаси, синтетичні покриття, парфумерні вироби, пестициди, дим від цигарок. Під впливом забруднення довкілля змінюється перебіг інфекційних захворювань. Цьому сприяє, по-перше, екологічно зумовлене порушення імунітету, розвиток імунодефіцитних станів, які знижують опірність організму, по-друге, змінюються біологічні властивості мікроорганізмів, з’являються нові захворювання, які раніше були невідомі (вірус SAPS, Китай 2003 р.; пташиний грип H₅N₁, Китай, 1997 р. та інші). Забруднення повітря, води сприяє збільшенню захворюваності на грип, гострі респіраторні захворювання, дизентерію, вірусний гепатит тощо.

До екологічно зумовлених захворювань належать ендемічні захворювання, пов’язані з геохімічними аномаліями. Геохімічні аномалії є причиною утворення біогеохімічних провінцій. Місцевості, де в грунті чи воді є недостатня кількість або надлишок хімічних елементів називаються біогеохімічними провінціями. Недостатність або надлишок у грунті тих чи інших мікроелементів може зумовити недостатнє або надлишкове надходження їх у рослини, а надалі й в організм тварин і людини, викликаючи ті чи інші захворювання. Всі види порушень, що залежать від геохімічної властивості місцевості, об’єднуються у поняття «біогеохімічні ендемії».

Виявлено низку природних біогеохімічних ендемій, що є наслідком недостатності або надлишку йоду, фтору, молібдену, селену, кобальту, берилію та інших мікроелементів. Проте на сьогодні внаслідок техногенного забруднення грунту хімічними елементами (свинець, миш’як, фтор, ртуть тощо) утворилися штучні (техногенні) біогеохімічні провінції, які поряд з природними біогеохімічними провінціями можуть бути причиною виникнення ендемічних захворювань населення – мікроелементозів. Мікроелементози –– це захворювання (симптоми), котрі зумовлені недостатністю, надлишком або дисбалансом мікроелементів в організмі. Мікроелементи для людини є есенціальні і токсичні. До найбільш важливих есенціальних належать: залізо, мідь, цинк, марганець, хром, селен, молібден, йод, кобальт, до умовно есенціальних –– миш’як, бор, бром, фтор, літій, нікель, кремній, ванадій, до токсичних –– алюміній, кадмій, свинець, ртуть, берилій, барій, вісмут, талій (Авцин А.П. и соавт., 1991). Розглянемо деякі природні ендемічні захворювання, які на сьогодні найбільш вивчені.

Недостатність йоду. У регіонах з недостатністю йоду проживає близько 1,5 млрд. людей нашої планети, які мають значний ризик розвитку йододефіцитних захворювань. Ризик виникнення захворювань, пов’язаних з дефіцитом йоду, мають близько 15 млн. населення України. Йод –– основний біогенний елемент, який бере участь у синтезі гормонів щитоподібної залози тироксину, дийодтироніну, трийодтироніну. Від кількості йоду в організмі залежить функціональна активність щитоподібної залози. Найбільш поширеним проявом дефіциту йоду є ендемічний зоб. Низький рівень йоду в раціоні харчування сприяє розвитку дифузного вузлового зоба, кисти, пухлин, спричинює значні зміни обміну речовин, які призводять до порушення репродуктивної функції – безпліддя, невиношуваності, передчасних пологів, вроджених вад розвитку, високої малюкової смертності, відставання у фізичному, психічному розвитку, кретинізму і анемії. Дефіцит йоду призводить до незворотних порушень мозку у плода та новонародженого, а отже і до розумової відсталості (знижується пам’ять та успішність), втрати працездатності, уродженої глухоти, спастичних паралічів, зниження інтелектуального потенціалу всього населення, що проживає в зоні йодної недостатності (А.М. Сердюк, В.Н. Корзун, 2004). Низький рівень йоду природного походження є в ґрунті, продуктах харчування і воді Західних областей України та Криму. Недостатня кількість йоду відмічається також у регіонах Українського Полісся. Особливістю йододефіцитних захворювань у цьому регіоні є не лише дефіцит йоду, але й недостатність селену, заліза, міді, молібдену та опромінення щитоподібної залози радіонуклідами унаслідок аварії на Чорнобильській АЕС. Зобогенну дію виявляють забруднювальні речовини, зокрема свинець, фтор, пестициди, галогеновані органічні речовини тощо, а фармакологічні препарати, зокрема сульфаніламіди, дифенін, кордарон тощо порушують біосинтез гормонів щитоподібної залози (тироксину, дийодтирозину, трийодтироніну).

У природі йод поширений нерівномірно. Найбільше його міститься у морській воді, повітрі приморських регіонів, найменше – у гірській місцевості. В організм людини найбільше йоду, близько 95 %, надходить з їжею, решта – з водою та повітрям. Профілактика йододефіцитних захворювань полягає у вживанні йодованої солі, продуктів моря, раціональному харчуванні. Добова потреба йоду – 150 - 200 мкг.

Недостатність або надлишок фтору. Фізіологічна роль фтору полягає у його пластичній функції, участі у кровотворенні, регуляції процесів імуногенезу, функції ендокринних залоз, розвитку колагену, кісткової та хрящової тканини. Недостатність фтору вважається основною причиною карієсу зубів та виникнення станів гіпофторозу (запізніле прорізування зубів, фторзалежний остеопороз тощо). Концентрація фтору у воді менше, ніж 0,5 мг/дм³ є однією з основних причин карієсу зубів.

Фтор належить до тих мікроелементів, які мають вузький діапазон між безпечною і токсичною дією. Безпечний рівень фтору для дорослих – 4 мг/добу, для дітей 0,1 мг – 2,5 мг на добу залежно від віку. Вище цього рівня фтор є поліферментною отрутою. Фторидна інтоксикація призводить до ураження всіх органів і систем організму – кісткової, серцево-судинної, нервової, ендокринної, травного каналу, печінки, викликає порушення статевої функції, зниження неспецифічної резистентності організму. Вважається, що концентрація фтору у питній воді вище, ніж 1,5 – 2 мг/дм³ є шкідливою для здоров’я населення. При вживанні води з концентрацією 5 мг/дм³ флюороз зубів виникає практично у всього населення. Концентрація фтору у питній воді у межах 4 – 8 мг/дм³ за умов помірного клімату не викликає симптомів кісткового флюорозу, проте за умов субтропічного і тропічного клімату концентрація більша ніж 5 мг/дм³ викликає остеопороз і деформацію скелета.

У нашій країні у питній воді допускається 1,5 мг/дм³ фтору, вища концентрація викликає флюороз зубів, а концентрації 10 - 14 мг/дм³ – можуть викликати кістковий флюороз (остеопороз та деформація скелету). На території України вміст фтору в грунті й воді у найменших кількостях знаходяться у Західному регіоні України і збільшується в напрямку Південно-Східних областей. Найменша кількість фтору міститься у природних водах Івано-Франківської області (0,1 - 0,15 мг/дм³), найбільша (4 - 9 мг/дм³, максимально до 18 мг/дм³) у воді Бучацького водоносного горизонту. У Львівській області зустрічаються свердловини, де вміст фтору у питній воді досягає 5,3 - 7,0 мг/дм³ (с. Топорів), 2,7 - 3,8 мг/дм³ (м. Соснівка), у Одеській області (смт. Тарутіно) – 3,5 мг/дм³. Зустрічаються води з вмістом фтору 95 мг/дм³ (Танзанія) та з самою високою концентрацією 2800 мг/дм³ (Кенія, озеро Накуру).

Основна частка фтору надходить в організм людини з водою, харчовими продуктами (хліб, хлібобулочні вироби, молочні продукти, риба і рибні продукти, м’ясо і м’ясні продукти, чай, крупи), атмосферним повітрям, передусім, у зоні розміщення промислових підприємств, що є джерелами фтору (алюмінієві, сталеплавильні тощо), а також електростанцій, що працюють на кам’яному вугіллі. Додатково фтор може надходити в організм також із зубними пастами.

Водно-нітратна метгемоглобінемія. Постійним складником природних вод є нітрати. ГДК нітратів у воді – 50 мг/ дм³. Уживання води, що містить вищі концентрації нітратів може призводити до хронічних отруєнь, передусім малюків, котрі знаходяться на штучному вигодовуванні та отримують суміші, розведені цією водою. Самі ж нітрати малотоксичні, але в організмі під впливом кишкової мікрофлори вони відновлюються у нітрити, які, по-перше, на порядок є токсичніші, і, по-друге, одним із основних механізмів їхньої токсичної дії є перетворення гемоглобіну в метгемоглобін. Реакція взаємодії нітритів з гемоглобіном вперше була описана А. Гамжи у 1868 р. і пізніше різними авторами доповнювалася проміжними етапами та проміжними продуктами окиснення гемоглобіну цієї складної реакції (Л.І. Ажипа, 1990 р.). Після надходження у кров іони NO₂^– проникають через еритроцитарну мембрану і реагують з гемоглобіном. Відбувається окисно-відновна реакція, за якої дезоксигемоглобін окиснюється до метгемоглобіну, а аніони NO₂^– відновлюються до NO:

Hb²⁺ + NO₂^– +2H⁺ → Mt Hb + NO + H₂O,

при цьому NO утворює стабільні комплекси Hb – NO. Метгемоглобін має шоколадно-бурий колір. Він не здатен до зворотної реакції з киснем, тому виникає клінічна картина гемічної гіпоксії. Механізм дії нітратів не зводиться лише до утворення метгемоглобіну. Вони є інгібіторами системи оксидаз змішаної функції, призводять до утворення вільних радикалів, пероксидації ліпідів, пошкодження клітинних мембран, утворюють нітрозильні комплекси з гемовим і негемовим залізом у крові і мітохондріях клітин, пригнічують тканинне дихання, що, своєю чергою, призводить до розвитку гістотоксичної гіпоксії. Важкість отруєння нітратами залежить від віку. Найбільш чутливі до дії нітратів (і нітритів) є діти до 6 місяців, тому що: 1) у дітей раннього віку відсутня ферментна система, яка відновлює метгемоглобін у гемоглобін, 2) фетальний гемоглобін дуже легко перетворюється у метгемоглобін під дією нітритів, 3) понижена кислотність шлункового соку сприяє розвитку мікроорганізмів, які мають ферменти, що каталізують процес відновлення нітратів до нітритів, 4) такі діти вживають у 10 разів більше рідини на одиницю маси тіла, ніж дорослі. Чутливі також до нітратів люди похилого віку, хворі на анемію та гіпоацидний гастрит, із захворюванням серцево-судинної системи. Метгемоглобін у крові у нормі становить до 2 % від загального гемоглобіну. Залежно від рівня метгемоглобіну у крові розрізняють легку (10 %), середню (до 40 %), і важку ступінь (до 60 %) отруєння. У дітей рівень 5 % метгемоглобіну може викликати легкий ступінь отруєння, а 40 - 45 % – летальні наслідки. Нітратно-нітритні інтоксикації реєструються у дітей грудного віку в різних країнах з 1945 року. В Україні також є підземні води, де ГДК нітратів може перевищувати нормативні значення у 2 - 20 разів (до прикладу, окремі райони Одеської області, Полтавської області тощо). В епідеміологічних дослідженнях виявлено прямий кореляційний зв'язок між концентрацією нітратів у питній воді та захворюваністю на атрофічний гастрит і рак шлунка (нітрати у шлунку під впливом мікроорганізмів відновлюються до нітритів, канцерогенних речовин – нітрозамінів, особливо при зниженій кислотності).

Надлишок молібдену. Молібден входить до складу молібденовмісних ферментів. Фізіологічне значення молібдену для організму людини і тварин було вияснено після відкриття молібденовмісних ферментів ксантиноксидази (1953 р.), альдегідоксидази (1954 р.), сульфітоксидази (1971 р.). Молібденодефіцит характеризується зниженням активності цих ферментів. Тривале надходження значних кількостей молібдену в організм людини, яка проживає в молібденових біогеохімічних провінціях призводить до синтезу надмірної активності ферменту ксантиноксидази. Він важливий для обміну пуринів, каталізує окиснення ксантину і альдегідів з поглинанням кисню і утворенням сечової кислоти, карбонових кислот і супероксидних радикалів. Надмірна активність цього ензиму посилює утворення і накопичення сечової кислоти у тканинах, хрящах, сухожиллях. Виникає артроз. Відкладення уратів у суглобах є причиною розвитку молібденової подагри (хвороби Ковальського). Вперше це захворювання описано в Гірсько-Анкаванському районі Вірменії. Біогеохімічні зони молібдену знаходяться також на Поліссі в Україні. Підвищена кількість молібдену в грунті та рослинах на пасовищах у деяких країнах (Нідерланди, Нова Зеландія, Німеччина, США, Великобританія) спричинила захворювання сільськогосподарських тварин – молібденоз, для якого характерні діарея, анемія та депігментація шерсті. Фізіологічний антагоніст молібдену – мідь. Концентрація молібдену у воді повинна бути не більше, ніж 0,25 мг/дм³. Безпечні рівні молібдену для дорослих 75 – 250 мкг, для дітей – від 15 до 150 мкг, залежно від віку.

Селенодефіцитний стан. В організмі селен стимулює процеси обміну речовин, входить до складу основних антиокисних ферментів глютатіонпероксидази, гліцинредуктази і цитохрому С, виконує захисні функції в організмі, посилює імунний захист, має антиканцерогенні властивості. Дефіцит селену призводить до крововиливів, відкладення фібрину в стінках судин, дистрофічних змін у скелетних та серцевому м’язі, печінці, нирках. У геохімічних провінціях з низьким вмістом селену в грунті, викликає хворобу Кешана (зареєстровано у Китайській провінції Кешань). Це ювенільна кардіопатія (основні прояви – аритмія, збільшення розмірів серця, фокальні некрози міокарду, серцева недостатність). Недостатність селену в організмі підвищує ризик захворювання серцево-судинної системи, злоякісних новоутворень шлунка, молочної залози, яєчників, легенів, смертності. Хронічний перебіг селенодефіцитної кардіопатії відмічено у Забайкаллі (Росія). Недостатність селену у тварин викликає м’язову дистрофію, що зустрічається у різних країнах – Новій Зеландії, США, Скандинавії, Туреччині, Естонії.

Надлишок надходження селену в організм викликає селеновий токсикоз – селеноз. Ознаки селенозу у тварин відомі ще з ХІІІ століття. Геохімічні аномалії селену з підвищеним його вмістом (у декілька сотень разів) у грунті та рослинах розташовані в окремих районах Китаю, Туркменістану, Центральної і Південної Америки. Селен за його надлишку заміщує сірку у молекулах амінокислот, білків, порушує функцію ферментів, гормонів, медіаторів, біохімічні процеси обміну речовин, передусім у нервовій тканині тощо. При селенозі уражуються нігті, волосся, виникає хронічний дерматит, артрит, анемія, зміни у центральній нервовій системі (у тварин – цироз, некроз печінки, вади розвитку ембріонів і плодів). Добова потреба селену – 0,05 – 0,2 мг.

Ендемічна нефропатія (ендемічний уролітіаз) – це сечокам’яна хвороба, що виникає у мешканців кремнієвих біогеохімічних територій (райони Грузії). У рослинній їжі знаходяться високі концентрації кремнію. У деяких географічних регіонах з високою захворюваністю на рак стравоходу, сечових шляхів, хронічний холецистит (райони Вірменії, Казахстану, Болгарії) грунти також багаті на кремній. Добова потреба кремнію – 20 – 30 мг.

Борний ендемічний ентерит – ендемічне захворювання травного каналу в людей і тварин у регіонах з підвищеним вмістом бору в навколишньому середовищі – воді, грунті, рослинах. Вперше описано В.В. Ковальським. Захворювання супроводжується ентеритом, діареєю, схудненням, порушенням засвоєння вуглеводів і білків. Типова борна біогеохімічна провінція займає степові райони Омської, Новосибірської, Павлоградської областей Росії, Алтайського краю. У воді озер цих регіонів висока концентрація бору. У тканинах тварин, котрі випасаються на пасовищах з підвищеною кількістю бору, його концентрація підвищена. Окрім ентеритів у тварин реєструється анемія, захворювання легенів. Етіологічним фактором цих захворювань є надлишок бору і недостатність міді. Авцин А.П. і співавт. (1991 р.) припускають, що борний ентерит є полімікроелементозом з ураженням не лише шлунка і кишок, але й печінки та легенів. Фізіологічна функція бору полягає у регуляції активності паратгормону, а, отже, й обміну кальцію, магнію, фосфору і холекальциферолу.

Урівська хвороба або хвороба Кашина-Бека – полігіпомікроелементоз. Урівська хвороба була виявлена в середині ХІХ століття у мешканців Забайкалля. Біогеохімічні зони розташовані в районі річки Уров, східному Сибіру (Читинська, Амурська, Іркутська області), Північній Кореї, Північному Китаї, Швеції. Причиною захворювання є підвищений вміст у природній воді стронцію, заліза, магнію, цинку, свинцю, фтору, срібла на тлі низького вмісту кальцію. У патогенезі захворювання лежить конкуренція між стронцієм і кальцієм, незбалансоване співвідношення інших мікроелементів за надлишку стронцію. Ознаками хвороби є пригнічення остеогенезу і процесів осифікації кісток, деформуючий остеопороз міжфалангових, кульшових суглобів, хребта, викривлення кісток, поява симптомів “ведмежої лапи” та “качиної ходи”, дистрофічні зміни внутрішніх органів, передчасне старіння організму. Концентрація стронцію у воді не повинна перевищувати 7 мг/л.

У середині 80-х років минулого століття (1984 - 1988 рр.) був проведений аналіз розповсюдження важкого захворювання – розсіяного склерозу – у всіх областях України залежно від концентрації у грунті рухомих форм мікроелементів кобальту, цинку, марганцю, молібдену, бору. Було виявлено, що у степових регіонах України, де кобальт, марганець, бор в орному шарі ґрунту міститься у високих концентраціях, захворювання на розсіяний склероз мало розповсюджено. Проте на Поліссі, де концентрація у грунті зазначених металів була низькою, виявлено високу розповсюдженість розсіяного склерозу. Отже, одним із суттєвих факторів, що спричинюють виникнення розсіяного склерозу може бути дефіцит кобальту, марганцю, бору у ґрунті, відповідно, і в продуктах харчування.

Миш’як знаходиться у земній корі повсюдно, але численні його поклади зустрічаються на Кавказі, Тайвані, у Середній Азії, Сибіру, Якутії, Новій Зеландії, Сілезії, Чилі. На територіях миш’якових аномалій у ґрунті, підземних водах, рослинах, концентрація миш’яку може перевищувати у 2000 разів середній фоновий рівень. Наприкінці ХІХ століття були описані миш’якзалежні ураження периферійних судин у мешканців Сілезії, а також стовщення рогового шару шкіри стоп. Тому це захворювання дістало назву “ратицевої” хвороби. На Тайвані була зафіксована ендемічна хвороба “чорних ніг (стоп)” унаслідок уживання води з концентрацією миш’яку 0,6 мг/дм³. Аналогічні захворювання спостерігалися у мешканців півночі Чилі, Мексики. Причиною було теж вживання води з концентрацією миш’яку 0,6 мг/дм³ упродовж 15 років. Спостерігали гіперкератоз, акроціаноз, синдром Рейно, серцево-судинні захворювання. Тривала хронічна дія миш’яку спричинює порушення гемодинаміки, серцевої діяльності, гіпоксії, порушення функції нирок, неврит, параліч. Загальною ознакою хронічної інтоксикації миш’яком є зміни шкіри (кератоз, пігментація), специфічною – ураження судин. Миш’як накопичується у волоссі. Уважається, що високі концентрації миш’яку можуть викликати рак шкіри. Безпечний рівень миш’яку у воді – 0,01 мг/дм³. Допустима добова доза миш’яку – 0,05 мг/кг маси тіла. Найбільш розповсюджені біогеохімічні провінції і біохімічні ендемії наведено у додатку 20.

Поряд з природними біогеохімічними провінціями з покладами токсичних металів утворюються техногенні ареали накопичення миш’яку, ртуті, кадмію, свинцю тощо унаслідок виробничої діяльності людини. З огляду на це, до екологічних захворювань хімічної етіології належать техногенні гіпермікроелементози та полігіпермікроелементози, або мікроелементози, спричинені токсичними елементами природного і техногенного походження. Передусім гіпермікроелементози наявні у жителів промислово розвинених регіонів. До прикладу, регіон Донбасу з промисловими комплексами видобування, перероблення та отримання ртуті. Концентрація ртуті у водоймах і грунті м. Горлівка та у трьохкілометровій зоні Никитівського ртутного комбінату перевищує допустимі (І.М. Трахтенберг, 2004, 2010). У дорослого населення, що мешкає у цій зоні, спостерігаються симптоми ртутної інтоксикації, а новонароджені мають вади розвитку. У крові та волоссі школярів виявлено високі концентрації ртуті. Ртутні інтоксикації реєструються у багатьох країнах, зокрема Японії (хвороба Мінамата – мова про неї йшла у розділі 5). Зареєстровані й інші екологічно зумовлені захворювання хімічної етіології (хвороба ітай-ітай – хронічне отруєння кадмієм, хвороба Ю-Шо і Ю-Ченг – хронічне отруєння ПХБ (розділ 5)). Унаслідок забруднення довкілля викидами нафтохімічного комбінату виникло захворювання у мешканців м. Йоккаїті (Японія), яке отримало назву “Йоккатська астма”. Після введення в експлуатацію побудованого комбінату у мешканців почастішали випадки захворювань органів дихання з астматичним компонентом, зросла смертність жінок старшого віку. За 10 років (1972 – 1982 рр.) у місті померло 300 осіб від бронхіальної астми. Головною причиною вважається забруднення повітря оксидами сірки. Подібні захворювання спостерігалися у Мексиці, США, Німеччині у 50-х роках ХХ століття.

Наприкінці ХХ століття з’явилися нові екологічні захворювання хімічної етіології. До них належить Чернівецька хімічна хвороба (талотоксикоз), яка виникла у серпні 1988 р. у м. Чернівці й уразила дітей до 14 років. В основному хворіли 2-4-річні діти. З 1 серпня до грудня 1988 р. у Чернівецькій області було зареєстровано 165 випадків захворювань, у т.ч. 147 у м. Чернівці. З клінічних проявів хвороби були симптоми ураження дихальної системи (бронхіт, глосит, фарингіт, кашель, задишка тощо); синдром алопеції – випадіння волосся – тотальна алопеція, субтотальна (залишався вінчик волосся) і дифузна алопеція (волосся випадало лише на голові); при мікроскопії волосся спостерігалися включення чорного кольору на різних ділянках волосся; психоневрологічні симптоми (неспокій, поганий сон, зоогалюцинації), зміни центральної нервової системи у формі токсичної енцефалопатії, захворювання шлунка і жовчовивідних шляхів, ураження печінки. Після проведеного лікування всі діти одужали. При проведенні розслідування причин хімічної хвороби (із багатьох версій) було з’ясовано, що основною хімічною речовиною, яка викликала захворювання був талій (сполуки талію). Талій, ймовірно, із сполуками інших елементів, зокрема бором, алюмінієм, надходив в організм інгаляційним шляхом. Конкретне джерело хімічних речовин, що потрапили в атмосферне повітря, не з’ясовано. (Д.Д. Зербіно, А.М. Сердюк, 1998, В.В. Білоус, В.І. Білоус, 2002).

Гіпоплазія зубної емалі у дітей. У Львівській області на території Червоноградського вугільного басейну у селищі Соснівка (1994 - 1997 рр.) у дітей переважно молодшого і середнього шкільного віку виявлено гіпоплазію зубної емалі (поодинокі випадки реєстрували вже з 1989 р.). Поряд з ураженням зубів 80 % дітей мали симптоми загальної інтоксикації (втомлюваність, головні болі, зниження апетиту, пітливість тощо), 66 % дітей скаржилися на болі у м’язах, 35 % – на носові кровотечі. Основними причинами цього захворювання вважається надходження в організм надлишкової кількості фтору з питною водою, а також стронцію, свинцю та інших важких металів. Токсичні елементи перевищували їхні ГДК у воді, гірничодобувна діяльність сприяла накопиченню важких металів у ґрунті. У пробах молока було виявлено свинець, нікель, молібден, ванадій, мідь, марганець, одночасно у воді свердловин концентрація кальцію була надто низькою, а фактичне харчування дітей – нераціональне і незбалансоване (Є.М. Нейко і співавт., 2001; М.Р. Гжегоцький і співавт., 2008). Прикладів екологічних захворювань хімічної етіології, пов’язаних з природними біогеохімічними аномаліями та техногенними регіонами внаслідок антропогенної діяльності, можна наводити чимало. Вони описані у відповідній літературі.

Традиційними напрямками профілактики патології хімічного генезу і професійної та екологічної патології антропогенного походження є виключення або обмеження надходження шкідливої речовини у навколишнє середовище. Нині вже опрацьовано і надалі продовжується дослідження стосовно застосуванням профілактичних заходів екологічно зумовленої патології, котрі скеровані на підвищення резистентності та мобілізації адаптивних резервів організму індивідуума чи популяції до різних шкідливих факторів довкілля. Такі профілактичні заходи у науковій літературі зазначаються терміном – біологічна профілактика. Вона передбачає корекцію донозологічних станів, що можуть виникати при дії хімічних речовин малої інтенсивності. Засоби біопрофілактики повинні бути нешкідливі для організму. Їхня дія може бути скерована на загальні (неспецифічні) або специфічні біологічні механізми для конкретної хімічної речовини з урахуванням механізму дії. При неспецифічній біопрофілактиці ефект реалізується за допомогою адаптивних реакцій організму. Корекція донозологічних форм екологічно зумовлених станів може бути немедикаментозною та із застосуванням фармакологічних препаратів, біологічних протекторів тощо. До немедикаментозних методів, зокрема, належать магнітотерапія (посилює трансмембранний транспорт іонів, харчових речовин), нормобарична інтервальна гіпокситерапія (активує окисно-відновні реакції), дозовані фізичні навантаження тощо. З біологічних протекторів застосовують біологічні регулятори рослинного або тваринного походження, природні або синтетичні антиоксиданти (токоферол, β-каротин, аскорбінова кислота, селен, мелатонін тощо), адаптогени (до прикладу, фітоадаптогени – женьшень, елеутерокок, ехінацея пурпурна, насіння гарбуза тощо, тваринного походження – пантокрин, апілак, амінокислоти тощо, ентеросорбенти, зокрема пектин тощо).