Влияние факторов окружающей среды на наследственность и здоровье человека. Генофонд популяции и критерии оценки его состояния

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы значительно возросло понимание роли состояния окружающей среды как важнейшего фактора, влияющего на здоровье и качество жизни населения. Жизнь и здоровье человека тесно связаны с «параметрами» внешней среды. Человек осуществляет обмен веществ, энергии и информации с окружающей средой. Окружающая среда - это природная, социальная, бытовая, производственная, космическая и земная.

Человечество в результате своего развития, превратилось в мощную преобразующую силу, которая проявляется значительно быстрее, чем ход естественной эволюции биосферы, и способна сотворить «вторую природу» - техносферу.Современное производство, в последнее время, часто нарушает нормальное функционирование природных систем, совокупность которых - наша среда обитания.Хозяйственное вторжение человека в биосферу по ряду параметров резко нарушило оптимум устоявшейся природной гармонии.

Современные искусственные материалы и горы промышленных отходов, оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Эти вещества, проникая везде,вызывают промышленные загрязнения воды, воздуха и почвы и нарушают экологическое равновесие нашей природы. Вследствие чего возникла своеобразная биосоциальная аритмия - рассогласованность природных и социальных ритмов жизни человека.

В сложившейся на сегодняшний день ситуации крайне важно сохранить здоровье, когда на человека вместе с благами цивилизации наваливаются ее издержки - разного рода загрязнения окружающей среды и все больший отрыв от природы

Здоровье является приоритетной ценностью человеческой жизни, и только хорошее здоровье обеспечивает нормальное внутриутробное и последующее развитие потомства,тем самым, способствуя сохранению целостности генофонда популяции человека.

Поэтому важнейшим условием для сохранения генофонда является благоприятное воздействие на наследственный материал человека факторов окружающей среды.

Цель данной работы - изучить влияние факторов окружающей среды на наследственность и здоровье человека;

• определить понятие - генофонд популяции;
• описать критерии оценки его состояния.
• негативный окружающая среда генофонд

1. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЖИЗНЬ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

При оценке воздействия неблагоприятных факторов на организм человека учитываются степень их влияния на здоровье человека, уровень и характер изменений функционального состояния организма, а также возможности развития отдельных нарушений.

Оценивая допустимость воздействия вредных факторов на организм, исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя (закон Вебера - Фехнера), который выражает связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения. На базе закона Вебера - Фехнера построено нормирование вредных факторов, исключающее необратимые предельно допустимые уровни или предельно допустимые концентрации.

Предельно допустимым уровнем (ПДУ), или предельно допустимой концентрацией (ПДК), называется максимальное значение фактора, при котором этот фактор, воздействуя на человека (изолировано или в сочетании с другими факторами), не вызывает у него и у его потомства биологических изменений (даже скрытых или временно компенсируемых), в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных процессов, иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности). ПДК и ПДУ устанавливают для производственной и окружающей среды. При этом руководствуются следующими принципами:

• приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими показаниями (техническими, экономическими и т. д.);
• пороговость действия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений с мутагенным или канцерогенным эффектом действия, ионизирующего излучения);
• опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий по отношению к появлению вредных факторов.

В условиях среды обитания, особенно в производственных условиях, человек подвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого может оказаться более значительным, чем при их изолированном действии.

НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Неблагоприятными для человека факторами окружающей среды являются загрязнение атмосферы и воды, физическое загрязнение (шумовое, электромагнитное, тепловое, радиационное, видеозагрязнение), загрязнение поверхности почвы бытовыми и промышленными отходами.

Химическое загрязнение атмосферы.

Загрязнение атмосферы является одним из главных факторов пагубного влияния городской среды на здоровье человека. Значительный вклад в загрязнение атмосферы городов вносят транспорт и промышленность.

Туманная завеса над промышленными предприятиями и городами, образованная из газообразных отходов, в первую очередь диоксида серы, называется смогом.

В большинстве городов Российской Федерации загрязнение атмосферы превышает стандарты, установленные ВОЗ (Всемирной организацией здравоохранения). При этом из-за увеличения количества автомобилей и роста промышленного производства ситуация в городах ухудшилась. Количество городов с ИЗА (индекс атмосферного загрязнения) увеличивается из года в год. Наиболее опасные и массовые загрязнители городской атмосферы:диоксид азота, формальдегид, оксид углерода и др.

Эмиссия загрязняющих веществ из атмосферы вызывает загрязнение почв городов и пригородных территорий. В направлении преобладающих ветров зона опасно загрязненных почв может простираться на 50 км. На рассеивание загрязняющих веществ влияет высота дымовых труб, чем они выше, тем меньше эмиссия в пределах города и больше - в ареале загрязнения (при высоте трубы 100 м загрязняющие вещества рассеиваются в радиусе 20 км, а при высоте 250 м - до 75 км). Наиболее опасные загрязняющие вещества в городских почвах - тяжелые металлы.

Физическое загрязнение среды

Вторым по значимости фактором дискомфорта в жизни человека в условиях города является физическое загрязнение. Оно объединяет все виды неблагоприятных физических воздействий на окружающую среду, которые сопровождают хозяйственную деятельность человека (шумовое загрязнение, тепловое загрязнение, вибрация, электромагнитное загрязнение, радиоактивное загрязнение). При этом главными факторами дискомфорта для человека являются шумовое и электромагнитное загрязнения.

Шумовое загрязнение - это звуки, воспринимаемые человеком в качестве помехи. В зависимости от уровня и длительности, шумовое загрязнение способно наносить ущерб здоровью человека, и является одной из проблем экологии города и производственных помещений. Единица измерения шумового загрязнения - децибел.

В городах России более 30% горожан подвержено действию сверхнормативных уровней шума (свыше 55-65 децибел). К примеру, в Москве па площади акустического дискомфорта проживает более 3 млн. человек.

Электромагнитное загрязнение - это результат излучения волновой энергии высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), крупными радио - и телевизионными станциями, радарами и локаторами. В условиях жилищ источниками электромагнитного загрязнения являются компьютеры и бытовая электротехника.

Электромагнитное излучение по-разному влияет на разные живые организмы. В некоторых случаях оно стимулирует жизненные процессы (на этом основаны многие методы физиотерапии), в других - служит источником болезней. Данные о влиянии электромагнитного загрязнения на здоровье человека противоречивы, однако вполне очевидно, что следует избегать длительного пребывания под ЛЭП, которое вызывает лейкоз у детей и рак у взрослых. И тем более нельзя попадать в сектор действия излучения локаторов.

Неионизирующие электромагнитные излучения загрязняют окружающую среду при работе радио, телевидения, сотовой связи. Интенсивность загрязнения НЭМИ возросла за последнее десятилетие в 2 -5 раз. Влияние этого типа загрязнения на здоровье человека до конца не выяснено

Видеозагрязнение связано с насыщением городской архитектуры строениями с гомогеннымиповерхностями - голые стены, гладкие крыши домов, асфальтовые покрытия, гофрированные поверхности и пр. Эти поверхности являются «полями агрессивности», которые вызывают у человека раздражительность.

Гомогенные поля отрицательно воздействуют на головной мозг, так как на голой стене глазу не за что «зацепиться», и в мозг человека поступает недостаточно информации, что отрицательно сказывается на работе центральной нервной системы и на общем самочувствии человека. Правда в настоящее время в городском строительстве отмечается прогресс, новые дома имеют разнообразную архитектуру и расцветку (широко используются усложненные формы крыш и стен).

Бытовое радиоактивное загрязнение.

Бытовая радиационная нагрузка вызывается воздействием на человека невысоких доз ионизирующего излучения, которое не связано с производством ядерной энергии или специальным использованием радиоактивного излучения. Ее можно получить во время рентгенологического обследования. Допустимая величина облучения при бытовой радиации - 500 мбэр/год.

Важен контроль содержания в атмосфере квартиры радона. Его даже назвали «газом-убийцей». Радон - химический элемент (Rn), инертный радиоактивный газ, продукт распада радия. Наиболее опасен изотоп R -222 с периодом полураспада 3,8 суток.

Радон выделяется из почвы и из артезианских вод, а также из некоторых строительных материалов (в первую очередь их тех, в состав которых входят шлак и зола угольных ТЭЦ, но источником радона может быть и обычный красный кирпич). Чаще радон накапливается в нижних этажах зданий, которые по этой причине нуждаются в более тщательном радиационном контроле. Главное средство для снижения вреда от радона очень простое - периодическое проветривание жилых помещений.

Тепловое и световое загрязнение.

Эти виды загрязнения менее опасны. Тепловое загрязнение вызывается утечкой тепла из жилых зданий и производственных помещений и, как уже отмечалось, может повышать температуру воздуха в городе в зимнее время на 1 -4 градуса. В последние годы все более серьезный вклад вносят и работающие двигатели автотранспорта.

Световое загрязнение отрицательно влияет на деревья близ источников освещения. Они не чувствуют приближения зимы по сокращению продолжительности светового дня, оказываются физиологически не готовыми к холодам и могут вымерзнуть.

Бытовые стоки и мусор.

Фактором ухудшения городской среды является накопление бытового мусора, свалки которого уменьшают площадь зеленой зоны лесов и могут стать источником загрязнения атмосферы и воды. В еще большей степени на состояние воды влияют бытовые стоки.

Бытовые стоки - это жидкие отходы коммунального хозяйства. 300 -400 л чистой воды, которую потребляет горожанин в течение суток, возвращаются в среду в сильно загрязненном состоянии.

Среди них - нефтепродукты, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, нитриты, нитраты, аммонийный азот, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества, например, стиральные порошки), фенолы, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, кобальт, алюминий, кадмий.

Бытовой мусор - это твердые отходы, которые образуются в коммунальном хозяйстве городов, а также в сельской местности. Бытовой мусор утилизируют на мусоросжигательных заводах. Этот вариант избавления от мусора экологически небезопасен, так как газообразные выбросы таких заводов загрязняют атмосферу. Кроме того, в результате сжигания бытового мусора накапливается большое количество золы. В настоящее время ведется интенсивный поиск новых технологий сжигания (повышение температуры в печи, сжигание в шлаковом расплаве, создание более эффективных фильтров и т.д.).

Более перспективна сортировка мусора (это делается в большинстве развитых стран): в отдельные контейнеры собираются бумага, пластики, органические остатки, стекло, металлы, что облегчает переработку. Сортированный мусор является ценным сырьем для производства (его называют «кладом в мусорном ящике»). Для стимулирования сортировки мусора используются экономические рычаги: в некоторых странах сортированный мусор принимается бесплатно, а за сдачу несортированного мусора приходится платить значительные деньги.

Особенно заметных успехов в сборе и фракционировании мусора достигли муниципальные службы Германии. Возле жилых домов в городах стоят разноцветные контейнеры. В одни население складывает пищевые отходы, в другие - макулатуру и картон, в три разных контейнера в зависимости от цвета (зеленое, темное и бесцветное) собирают стекло. Если у горожанина есть потребность избавиться oт большого количества макулатуры, то он несет ее к отдельному большому контейнеру, который есть в каждом районе. Раз в месяц бумажный хлам можно просто свалить в кучу на тротуаре, и его заберет специальный экомобиль, а раз в квартал таким же способом можно избавиться от объемных отходов (громоздких вещей, которые пришли в негодность).

Сложной проблемой является утилизация пластиков, которые широко используются при изготовлении бытовой техники и автомобилей, для отделки салонов самолетов и кораблей, производственных и жилых помещений, в качестве упаковки и т.д. Большинство ныне существующих пластиков не разлагается микроорганизмами в естественных условиях. Их утилизация осложняется трудностью разделения по типам и маркам. Поэтому все большее распространение получают биодеградабельные пластики - пластмассы, которые за короткое время (от нескольких месяцев до двух лет) разрушаются микроорганизмами.

Автомобильные шины (одну из наиболее объемных фракций бытового мусора) сжигают в цементных печах, восстанавливают для повторного использования (наваривают новый протектор) или перетирают в крошку, которую используют в качестве добавок при производстве резины, композитных материалов и асфальта, а также в производстве многих видов резинотехнических изделий (напольных покрытий, брызговиков для колес, ковриков, прокладок и т.п.).

Экономически рентабельна переплавка отходов стекла, так как при этом значительно экономится энергия, а утилизация «пищевого» алюминия чрезвычайно выгодна экономически, так как энергетические затраты при получении этого металла из бокситов на порядок выше.

В большинстве городов РФ проблема бытового мусора не решена. Организован только сбор лома цветных металлов и макулатуры. Остальные отходы концентрируются на свалках, но их экологическое состояние внушает серьезные опасения. Они недостаточно изолированы от окружающей среды и представляют собой «слоеный пирог» из чередующихся пластов мусора, разделенных тонкими прослойками земли.

С таких плохо обустроенных свалок возможно попадание в грунтовые воды и водоемы так называемых «инфильтрационных вод», в которых растворены загрязняющие вещества и масса болезнетворных микроорганизмов. Впрочем, в последние годы в ряде городов РФ созданы современные полигоны для захоронения твердых бытовых отходов. Эти полигоны представляют собой сложные инженерные сооружения, в которых проводится сортировка мусора, и собираются в специальные приемники инфильтрационные воды для многоступенчатой очистки, а образующийся газ используют в качестве топлива.

Биогенные факторы.

К биогенным факторам, оказывающим негативное влияние на здоровье и наследственность человека, относятся паразиты. Существуют временные паразиты (комары, клещи, клопы), использующие использует человека для питания кровью и постоянные- это эктопаразиты (вши), эндопаразиты (черви), покидающие своего хозяина только в процессе развития и расселения.

Что касается патогенных микроорганизмов и вирусов, то ониактивно размножаются, активно видоизменяются и противостоят лекарствам. Новые штаммы бактерий и вирусов вызывают опасные эпидемии .

Возбудители трансмиссивных заболеваний - это типичный пример биогенных факторов. К ним относятся насекомые и различные виды клещей.

Генетические факторы.

Наследственная информация, которая передается из поколения в поколение, рассматривается учеными как невосполнимый природный ресурс. Успехи современной генетики дают подход к изучению состояния окружающей среды с позиций охраны наследственности, генофонда биосферы.

Человек, преобразуя биосферу, невольно способствовал развитию неконтролируемых факторов, влияющих на ход генетических процессов. В их число входят мутационные эффекты, вызванные влиянием окружающей среды, и эта тенденция приобретает все большие масштабы.

Человечество не может допустить дальнейшего развития этого сценария, потому как речь идет уже о продолжении рода человеческого.

Результатом мутаций, помимо воздействия экологических факторов, могут служить социально-экономическая обстановка либо неконтролируемое использование фармакологических препаратов и т.д. Результатом этого могут явиться не только сами мутации, но и предпосылки к появлению наследственно обусловленной предрасположенности к ним.

ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ГЕНОФОНД ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Показателем генетического состава всей популяции является генофонд.

Генофонд человека - это совокупность всех генов в общей популяции человека как биологического вида (гены всех живущих на Земле людей). Это понятие впервые ввел в 1928 году А.С. Серебровский .

Общая популяция человека обозначает совокупность всех людей Земли.

Термин - популяция впервые ввел В. Иогансен в 1903 году для обозначения неоднородной группы особей одного биологического вида

Генофонд популяции постоянно меняется под влиянием разных факторов. Генофонд или демографическая ситуация, воспроизводство населения, его состояние и динамика, оцениваются по основным показателям:

• по уровням рождаемости и смертности,
• по разности между рождаемостью и смертностью - уровню естественного прироста,

а также по двум дополнительным показателям (но не менее важным, чем первые два)

• уровню брачности (разводимости);
• по состоянию половозрастной структуры.

Половозрастная структура показывает активное влияние, как на состояние демографических процессов, так и на величину большинства демографических показателей (в последнем случае влияние половозрастной структуры зачастую приходится устранять с помощью специальных методов с тем, чтобы увидеть истинную роль рождаемости и смертности).

Особенности генофонда человека:

глубокая дифференцированность или неоднородность генотипов при сохраняющейся общей совокупности генов;

• зависимость генофонда современного человека от генофонда его предков;
• генетическая целостность генофонда;
• генетический груз.

Первые две особенности можно объединить одну общую особенность и означить ее как количественный и качественный состав генофонда, являющийся базой для характеристики геномного здоровья человека.

Третья особенность связана с репродуктивным процессом, в ходе которого осуществляется постоянный обмен наследственным материалом внутри общей популяции, и каждое новое поколение людей вносит в генофонд больший или меньший вклад в зависимости от приспособленности их генотипов к среде обитания.

В связи с тем, что условия окружающей среды по-разному влияют на жизнеспособность и репродуктивность организмов с разными генотипами, генофонд человека (человечества) постепенно изменяется в результате естественного отбора, и более приспособленные люди (генотипы) чаще других выживают и оставляют потомство.

Биологический смысл репродуктивного процесса - это способность индивида оставить после себя здоровое потомство, способное к новому воспроизводству, и тем самым - сохранению целостности генофонда.

Четвертая особенность связана с наличием в общей популяции ее меньшей части - людей с измененной наследственностью, т. е. имеющих наследственную патологию.Такие люди менее приспособлены к выживанию, у них повышенная заболеваемость и уменьшенная продолжительность жизни, в связи, с чем они подвергаются избирательной гибели в процессе естественного отбора.

Таким образом, все 4 особенности генофонда составляют для человека основу его геномного и репродуктивного здоровья.

Условием для сохранения генофонда является благоприятное воздействие на наследственный материал человека факторов окружающей среды. К положительно влияющим факторам окружающей среды, на здоровье и наследственность человека, относится здоровый образ жизни.

В определении понятия здорового образа жизни необходимо учитывать два основных фактора - генетическую природу данного человека и ее соответствие конкретным условиям жизнедеятельности.

Здоровый образ жизни - это способ жизнедеятельности, который соответствует генетически обусловленным типологическим особенностям данного человека, условиям его жизни и направлен на формирование, сохранение и укрепление здоровья.

Здоровый образ жизни можно назвать системой, которая складывается из трех взаимосвязанных элементов, трех: культуры питания, культуры движения и культуры эмоций.

Здоровый образ жизни - это сложный и длительный процесс, который требует немалых усилий. Результаты, от наступающих в организме перемен, появляются постепенно.Поэтому, довольно часто люди, не получив быстрого результата, возвращаются к прежнему образу жизни.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, мы выяснили, человек подвергается многофакторному воздействию. К неблагоприятным факторам окружающей среды относятся:

• загрязнение атмосферы и воды,
• физическое загрязнение (шумовое, электромагнитное, тепловое, радиационное, видеозагрязнение),
• загрязнение поверхности почвы бытовыми и промышленными отходами и др.

Болезни человека, также во многом зависят от окружающей среды и его образа жизни.

Одним из условий успешного сохранения генофонда человеческой популяции, является благоприятное воздействие на здоровье человека, факторов окружающей среды. К благоприятным факторам относится здоровый образ жизни. Здоровый образ жизни должен целенаправленно и постоянно формироваться в течение жизни человека, а не зависеть от обстоятельств и жизненных ситуаций.