3. Специфични техногенни екопатологии
За разлика от острите отравяния, специфичните техногенни екопатологии се развиват в резултат на хронично излагане на малки, подкритични и обикновено незабележими дози техногенни замърсители. Цялата биота на екосферата, особено тази част от нея, която е трансформирана от човека - микроорганизми, растения, животни, хора - са отровени в една или друга степен от промишлени отрови. Установено е например, че скелетът на съвременен американец съдържа 1000 пъти повече олово от костите на местните жители на Мексико в средата на първото хилядолетие. Следи от ДДТ се откриват в млякото на жените в много страни. Косата, ноктите и млечните зъби на деца в индустриални зони съдържат олово, кадмий, а понякога и следи от стронций 90. В повечето случаи това е така нареченото „предсимптомно“ отравяне. Днес все още не е ясно дали и колко голям е неговият принос за много здравни дефекти на съвременните човешки популации.
Коефициенти на натрупване за някои опасни вещества (Биков, Мурзин, 1997 по Акимова, Хаскин, 2001)
Но все по-често възникват ситуации, когато се откриват повече или по-малко ясни симптоми на специфични патологии, причинени от хроничното действие на ниски концентрации на техногенни замърсители. Това действие е тясно свързано с прехвърлянето на вредни вещества от външната среда във вътрешната среда на тялото, последвано от повече или по-малко дълго задържане на някои от тези вещества и постепенното им натрупване. Такава биоакумулация на всеки агент се оценява чрезкоефициент на натрупване(Таблица 2):
Corg е концентрацията на агента в тялото,
Сav е концентрацията на агента в околната среда.
Коефициентите на натрупване са свързани с биофилността на елементите или техните съединения и силно зависят от сходството или разликите във фазовите състояния на външната и вътрешната среда. Привлича вниманиетоизключително висок капацитет на концентрация по отношение на ксенобиотиците на водните организми.
Тежките металиса предимно политропни отрови, които се натрупват в различни органи и тъкани с относително ниска селективност и дават широк спектър от патологични симптоми. Техните варианти се дължат на комбинацията с действието на други патогенни агенти. Особено опасно е навлизането на тежки метали в тялото в ранните етапи на онтогенезата.
Оловотопри определено ниво на натрупване може да засегне хемопоетичните системи, нервната система, черния дроб, бъбреците. Хроничното отравяне с олово е известно от древността под формата на "сатурнизъм" - слабост, анемия, чревни колики, нервни разстройства. Оловото може да се натрупа в скелета, заменяйки калция. Широкото разпространение на оловото в съвременната техносфера (индустриални емисии, автомобилни изгорели газове, бои) и невъзможността за рециклиране на значителна част от него създава множество оловни аномалии в жилищната среда. Попадайки в тялото с вода, вдишван въздух или храна, оловото образува съединения с органични вещества, главно тетраметилово олово. Тези съединения са невротропни и могат да причинят енцефало- и невропатологии. Особено опасно е латентното хронично отравяне с олово при деца, което се проявява под формата на неврологични разстройства, психомоторни разстройства и деконцентрация на вниманието.
В средата на 50-те години жителите на рибарските селища на брега на залива Минамата в Япония развиват заболяване, което се проявява в нарушения на сетивата и поведението (болест на Минамата). Загинали са над 60 души. Котките изчезнаха от селата. По-късно се установи, че основната причина за заболяването е метилживак, който е попаднал в морската вода с отпадъчните води на химически завод. Съединението, натрупано вморски организми и риба, консумирани от обитателите. Едва през 1997 г. карантината от залива Минамата беше премахната.
Кадмияте подобен на живака по механизма на въвеждане в тялото, но остава в органите много по-дълго. Той измества калция и замества цинка в състава на биомолекулите, което води до нарушаване на важни ензимни реакции. Токсичността на кадмия се намалява в присъствието на цинкови йони. Натрупвайки се в черния дроб и бъбреците, кадмият причинява бъбречна недостатъчност и други нарушения. Кадмият се отделя от тялото много бавно. През 40-те и 60-те години на миналия век тежкото причинено от човека кадмиево замърсяване на водата и почвата в оризовите полета в един от регионите на Япония причинява масово заболяване на местните жители, изразяващо се в комбинация от остър нефрит с омекване и деформация на костите (болест итай-итай) при деца; хроничното отравяне с кадмий причинява невропатии и енцефалопатии, придружени по-специално от нарушения на говора .
Арсенъте силен инхибитор на редица ензими в тялото и може да причини остро отравяне. Наборът от симптоми, причинени от постепенното отравяне на хората с арсенови съединения в коксохимическата промишленост в Италия, през 60-те години на миналия век получи името "болест на чизола". Хроничното действие на ниски дози арсенови съединения допринася за появата на рак на белия дроб и кожата, т.к. арсенът значително повишава чувствителността на лигавиците към други канцерогени, а кожата - към ултравиолетовите лъчи. Тератогенните ефекти на арсена се проявяват в разцепване на небцето (цепнато небце), микрофталмия, недоразвитие на пикочно-половата система и др.
Талият,подобно на арсена, засяга дисталните части на периферната нервна система, което се проявява в нарушения на нервната трофика, мускулна слабост и промени в кожната чувствителност. Симптоми на хронично отравянеталий се изразяват в повишена нервност, нарушения на съня, умора, болки в ставите, косопад.
Подобни патологични прояви се наблюдават при хронично отравяне с други тежки метали. Всички те при определено ниво на натрупване в организма имат мутагенен и ембриотоксичен ефект, а някои съединения на олово, кадмий, арсен и хром имат канцерогенен ефект.
Азбестът- материал, широко използван в строителните и технически продукти - също е сред опасните канцерогени, въпреки че ракът на белите дробове, свързан с присъствието му във въздуха, се регистрира главно в областта на професионалните заболявания.
Нитрати и нитрити.Прекомерният прием на нитрати и нитрити чрез вода или храна може да бъде източник на сериозни наранявания. Някои от нитратите също се превръщат в нитрити. Повишената концентрация на силен окислител, нитритен йон, причинява метхемоглобинемия, придружена от нарушение на кислородно-транспортната функция на кръвта, което е особено опасно в детска възраст. В допълнение, комбинацията от нитрити с някои медицински амини и производни на урея може да доведе до образуването на N-нитрозамини - силни канцерогени и мутагени. Установено е например, че еднократно инжектиране на N-нитрозометилурея в концентрация 1:10 000 увеличава 24 пъти броя на хромозомните пренареждания във фибробластите на човешкия ембрион.
Техногенни органични ксенобиотици.Тази много голяма група от различни опасни вещества включва агенти, които при локално въздействие от относително високи концентрации, свързани с аварии или военни операции, могат да причинят остро отравяне и смърт на хора (диоксини, полихлорбифеноли, някои органофосфорни съединения). Тяхното разпръснато присъствиев околната среда в микроколичества, както и други органични ксенобиотици, при хронична експозиция причинява цял набор от екопатологии. В допълнение към тези супертоксини, тази група включва пестициди, полициклични ароматни въглеводороди (PAHs), хлорирани феноли и PAHs, ароматни амини, някои пластмасови мономери, полимерни материали и други синтетични органични вещества.
Повечето от тях са стабилни и силно кумулативни агенти. Притежавайки голям афинитет към органичните компоненти на живите организми, те лесно се предават по трофични вериги със значителен коефициент на натрупване. Тъй като много от тях са хидрофобни (слабо разтворими във вода), те се натрупват главно в мастната тъкан и клетъчните фосфолипиди, прикрепват активни радикали, а някои са в състояние да нахлуят в структурата на ДНК. Това се дължи на техните канцерогенни, мутагенни и ембриотоксични ефекти.
Пестицидите са толкова разпространени в екосферата, че техните следи постоянно присъстват в околната среда и храната на хората, но като правило нямат отрицателен ефект. Въпреки това, в районите на особено широко използване на пестициди в зоната на масова обработка на агроценози, по-специално в районите на отглеждане на памук (в Латинска Америка, Индия, Централна Азия), през 60-те и 70-те години се наблюдават епидемични прояви. Хербицидите и инсектицидите, чиято структура включва епоксидни, фосфатни и диазорадикали, причиняват множество случаи на ембриотоксично действие - смърт на ембриони на различни етапи на развитие, спонтанни аборти, преждевременни раждания, висока смъртност на новородени под 1 година, деформации.
Според експерименти с животни много пестициди имат висок индекс на мутагенност. Въз основа на изследвания на човешки клетъчни ядра е установено с достатъчна надеждностмутагенност на редица пестициди - линдан, хлортен, купрозан и др. Растежът на рак обикновено не е свързан с разпространението и прякото действие на пестицидите, но е установено, че някои пестициди в организма допринасят за образуването на канцерогенни N-нитрозамини.
Полицикличните (кондензирани) ароматни въглеводороди (PAH)са група вещества, сред които има силни директно действащи канцерогени. На първо място, това е широко разпространен бензпирен, както и редица дибензпирени, някои бензфенантрени, фурани и други вещества, които са странични продукти от нефтохимията, производството на синтетичен каучук. Много изследвания показват висока корелация между наличието на бензпирен и редица подобни съединения в околната среда с честотата на различни форми на рак, особено на белите дробове. Полихлорирани ароматни въглеводороди - ПХБ, хлорирани бензфурани и други вещества от тази група, които попаднаха в хранително оризово масло в следи в Япония през 1968 г. и в Тайван през 1979 г., причиниха ендоекологични епидемии, придружени от увреждане на черния дроб и бъбреците (болест на Юшо) и растеж на злокачествени новообразувания във вътрешните органи.
Алергени.Емисиите в атмосферата на много техногенни замърсители, включително някои от изброените по-горе, както и микроемисиите на редица полимерни и други материали в ежедневието могат да причинят масови алергични заболявания, често преминаващи в хронични форми на астма, бронхит, ринит, дерматит. В това отношение особено опасни са емисиите на предприятията от микробиологичната промишленост, съдържащи протеини, глюкопротеини и други високомолекулни органични съединения. Някои емисии на химически предприятия, дори ако не надвишават допустимите граници, с дългосрочна експозицияможе да доведе до обостряне на патологии от друг произход. По този начин слабото замърсяване на въздуха с амоняк и ароматни въглеводороди засилва полинозите и микозите - алергични заболявания, причинени от растителен прашец или микроскопични гъбички.