Концепція ризику у сучасній екології та гігієні

Фактори навколишнього середовища (фізичні, хімічні, біологічні, соціальні) можуть здійснювати складний та різноспрямований вплив на стан здоров`я населення.

У цивілізованому суспільстві здоров`я населення – це визначальний, системоутворюючий фактор державної економічної та соціальної політики, пріоритетний напрямок усіх природоохоронних та профілактичних заходів.

Профілактику порушень стану здоров`я людини можна здійснювати різними шляхами.

Первинна (радикальна) профілактика спрямована на причину того чи іншого захворювання. Більшість гігієнічних заходів, включаючи гігієнічне нормування впливу факторів навколишнього середовища, передбачають або повне усунення шкідливого фактора, або зменшення його впливу до безпечних рівнів, чим сприяють первинній профілактиці захворювань.

Вторинна профілактика ставить за мету раннє виявлення передпатологічних станів, ретельне медичне обстеження зовні здорових людей, що підлягали впливу несприятливих факторів навколишнього середовища або тих, що мають підвищений ризик розвитку тих чи інших захворювань, медикаментозну профілактику та інші заходи, спрямовані на попередження маніфестації захворювання. Вторинна профілактика включає в себе такі паліативні заходи, як індивідуальне та групове антидотне харчування, спрямоване на підвищення резистентності організму, застосування засобів індивідуального захисту, навчання тих, хто працює, та населення прийомам безпечної праці та життя у несприятливих екологічних умовах.

Третинна профілактика (реабілітація) – це комплекс заходів із запобігання ускладнень, які можуть виникнути під час вже прогресуючого захворювання. Це найменш ефективний, але, на жаль, найбільш поширений у традиційній медицині засіб профілактики. Відомо, що оздоровлення способу життя та навколишнього середовища знижує захворюваність та смертність на 20-50%, а лікарське втручання знижує ці показники лише на 10%.

Разом з тим фактор навколишнього середовища може відігравати різноманітну роль в етіології захворювання. Він може виступати як етіологічний, причинний фактор, який практично повністю визначає розвиток конкретного специфічного захворювання. Зараз приблизно 20 хронічних захворювань населення достатньо аргументовано вважають наслідком впливу екологічних факторів ( хвороба Мінімата, пов`язана із забрудненням ртутьвмісними промисловими стоками морської та річкової фауни, хвороба ітай-ітай, обумовлена поливом рисових полів водою, що містить кадмій, і т.і.) Якщо фактор навколишнього середовища виступає як причина захворювання, то його ефект має назву детермінованого.

Фактор навколишнього середовища може бути фактором ризику, тобто таким компонентом етіології, який хоча і важливий для розвитку та прогресування захворювання, але сам по собі за відсутності інших факторів (наприклад генетичної схильності, зміненого статусу організму) не здатний викликати захворювання у конкретної людини. Таким чином, фактор ризику – це фактор будь-якої природи (спадкової, екологічної, виробничої, фактор способу життя та ін.), який за певних умов може провокувати та збільшувати ризик розвитку порушень стану здоров`я.

Ризик розподіляється на добровільний (водіння автомобіля); вимушений (вдихання забрудненого повітря); природний (радон); штучний (синтетичні речовини); знаний (побутові миючі засоби); екзотичний (мікроорганізми, створені генною інженерією); хронічний; катастрофічний (аварія); з видимими перевагами (фарби для волосся); без видимих переваг (газоподібні викиди сміттєспалювальних печей); самоконтрольований (водіння автомобіля); контрольований іншими (забруднення навколишнього середовища); виправданий (мінімальний за даних обставин); невиправданий (максимальний у даній ситуації або ж той, що сприймається без альтернатив).

Якщо такі соматичні рефлекси, як, наприклад, уроджені вади, спадкова патологія, алергічні захворювання та інші, виникають під впливом різноманітних факторів, тобто є поліекологічними, їх відносять до стохастичних (ймовірних) або соматостохастичних. У зв`язку зі складною, багатофакторною природою деяких хронічних неінфекційних хвороб (наприклад, атеросклероз, гіпертонічна хвороба та ін.) довести екологічній зв`язок між виниклим у конкретної людини захворюванням та шкідливою дією, що передувала йому, дуже важко. Однак шляхом правильно спланованих епідеміологічних та гігієнічних досліджень нерідко вдається виявити та кількісно оцінити ризик розвитку подібних захворювань для відносно великих груп населення. При цьому лише з певною часткою ймовірності можна передбачити підвищений ризик у конкретної людини.Ризик шкідливого впливу на здоров`я – це ймовірність розвитку небажаних ефектів у населення при певних рівнях та тривалості дії фактора навколишнього середовища. Зі збільшенням дії ризик зростає. Фактори ризику можуть бути пов`язані із способои життя людини, впливом факторів навколишнього середовища, генетичними особливостями, біологічними факторами (статус організму, стать, вік, хронічні захворювання та ін.)

При дії мутагенних та канцерогенних факторів, що не мають порога шкідливої дії, виникають специфічні схоластичні ефекти. Виникнення цих ефектів при дії конкретного фактора – подія ймовірнісна, що характеризується величинами індивідуального або ж популяційного ризику. Індивідуальний канцерогенний ризик – це ймовірність появи додаткових випадків раку. Наприклад, величина канцерогенного ризику 5 ^. 10^-4 означає, що при даній дії можливий розвиток 5 додаткових (до фонового рівня) випадків раку у популяції 10 000 осіб. Популяційний канцерогенний ризик характеризує число додаткових випадків раку у конкретній популяції (наприклад, серед мешканців певного міста).

Фактор навколишнього середовища може відігравати модифікуючу роль, тобто змінювати клінічну картину та погіршувати перебіг хронічної хвороби. При модифікації ризик, що асоціюється з певним фактором, видозмінюється залежно від наявності іншого фактора чи дії. Наприклад, забруднення атмосферного повітря оксидами азоту провокує симптоми порушення функції дихальних шляхів у хворих з хронічними респіраторними захворюваннями.

У ряді випадків досліджуваний фактор може мати змішаний вплив. Змішування буває тоді, коли змішаний фактор асоціюється з фактором ризику, що досліджується та впливає на ризик розвитку захворювання. Прикладом змішаних факторів може бути вік та табакокуріння при вивченні впливу атмосферних забруднень на ризик розвитку захворювань органів дихання, табакокуріння при вивченні ризику розвитку раку легенів та мезотеліоми плеври при дії азбесту.

Захворювання можуть бути також обумовлені порушенням баласту між внутрішнім та зовнішнім середовищем організму, що особливо характерно для ендемічних захворювань. Надлишок або ж дефіцит природних хімічних речовин, порушення їх співвідношення за наявності чужорідних сполук у навколишньому середовищі можуть порушувати названий баланс.

Внесок екологічних факторів у ризик розвитку порушень стану здоров`я населення непостійний і залежить від виду аналізуємих порушень, що аналізуються, конкретних географічних, економічних та багатьох інших особливостей регіону, що вивчається. У середньому на стан здоров`я населення спосіб життя (табакокуріння, вживання алкоголю та наркотиків, зловживання ліками, харчування, умови праці, гіподинамія, матеріально-побутові умови, сімейний стан та ін.) впливає на 49-53%, генетичні та біологічні фактори – на 18-22%, стан системи охорони здоров`я (своєчасність та якість медичної допомоги, ефективність профілактичних заходів) – на 8-10%, навколишнє середовище (природно-кліматичні фактори, якість об`єктів навколишнього середовища) – на 17-20%. У великих містах реальні навантаження на стан здоров`я населення обумовлюють соціальні фактори та спосіб життя – на 30,2%, біологічні фактори – на 11%, міське та внутрішньожитлове середовище – на 16,5%, виробниче середовище – на 18,5%. Серед інших причин виникнення злоякісних новоутворень головне місце займають харчування та табакокуріння, тобто фактори, пов`язані в основному зі способом життя людини. У США 1/5 усіх випадків смерті від злоякісних новоутворень пов`язана з нераціональним харчуванням.

За даними Агентства з охорони навколишнього середовища США, фактори навколишнього середовища відіграють головну роль у розвитку половини усіх випадків злоякісних новоутворень. Серед факторів канцерогенного ризику головне місце посідають сонячне проміння (ризик 1:3) та табакокуріння (8:100), тобто фактори, що регулюються людиною. Сумарний внесок цих факторів складає близько 40%. Забруднення навколишнього середовища вносить набагато менший (близько 10%) внесок у канцерогенний ризик. Наприклад, наявність чужорідних хімічних речовин, включаючи пестициди, у продуктах харчування приводить до ризику 1 ^. 10^-5, хімічне забруднення атмосферного повітря – 1 ^. 10^-4, забруднення питної води – 1 ^. 10^-5.

Серед причин смертності у економічно розвинутих країнах головне місце займають захворювання серця (33,5%), злоякісні новоутворення (23,5%), цереброваскуляторні захворювання (6,7%), нещасні випадки (4,3%), хронічні захворювання легень (4,0%), пневмонія та грип (3,7%), діабет (2,2%), самогубства (1,4%), захворювання печінки (1,2%). Найголовнішими причинами смерті є фактори навколишнього середовища та способу життя людини. Так, у 1/6 усіх випадків смерть обумовлена табакокурінням. Внесок даного фактора у ризик смерті від захворювань коронарних судин оцінюється 21%, від раку – 30%. Половина усіх випадків смерті у результаті вбивств, самогубств та автомобільних аварій пов`язана із вживанням алкоголю.

Виявлення причинно-наслідкових зв`язків між впливом факторів навколишнього середовища та можливими змінами стану здоров`я людини є одним із головних завдань гігієнічної діагностики.

Гігієнічна діагностика – це система мислення та дій, що мають на меті дослідження стану природного та соціального середовища, здоров`я людини (популяції) та встановлення залежності між станом середовища та здоров`ям.

Сучасна гігієнічна діагностика включає у себе

- гігієнічну діагностику стану навколишнього середовища;

- діагностику стану здоров`я популяції, її окремих підгруп, включаючи надчутливі підгрупи, а також окремих людей;

- комплексну гігієнічну діагностику об`єктивного, безперечного зв`язку між рівнями впливу різноманітних факторів та станом здоров`я людини, встановлення внеску факторів середовища в етіологію порушень стану здоров`я популяції, різноманітних її підгруп та окремих осіб.

При проведенні гігієнічної діагностики використовується великий арсенал різноманітних (демографічних, статистичних, етіологічних, клінічних, експериментальних та ін.) методів дослідження. Одним із найважливіших елементів методології гігієнічної діагностики є оцінка ризику несприятливого впливу факторів навколишнього середовища на здоров`я людини.

Ризик – ймовірність розвитку ефекту у людини або групи людей, що підпали під дію певного шкідливого фактора. Визначення такої ймовірності у специфічних умовах експозиції називається „оцінкою ризику для здоров`я людини”.

Оцінка ризику здійснюється у відповідності до міжнародно визнаної методології, що передбачає виділення таких етапів дослідження:

1 Ідентифікація небезпеки (шкідливості): які фактори, при яких рівнях та шляхах впливу, з яких середовищ можуть викликати несприятливі наслідки для здоров`я людини, наскільки правдоподібна та підтверджена асоціація між фактором та захворюванням. На цьому етапі визначаються конкретні проблеми та пріоритетні завдання, а також намічаються шляхи їх вирішення.

2 Оцінка експозиції (характеристика джерел забруднення, маршрутів руху забруднюючих речовин від джерела до людини, шляхи та місце впливу, рівні експозиції та ін.) Метою цього етапу є визначення доз та експозицій, що діяли у минулому, діють зараз або тих, які, ймовірно, будуть діяти надалі, встановлення рівнів експозиції для популяції у цілому та її окремих субпопуляцій, включаючи надчутливі групи.

3 Встановлення залежності „доза-відповідь” – виявлення зв`язку між станом здоров`я (наприклад, часткою осіб, у яких розвинулась певна хвороба (наприклад, частка осіб, у яких розвинулося певне захворювання) та рівнями експозиції. Даний аналіз проводиться окремо для канцерогенів та речовин, що не мають канцерогенної дії.

4 Характеристика ризику – аналіз усіх отриманих даних, розрахунків ризику для популяції та її окремих підгруп, порівняння ризиків з допустимими (прийнятними) рівнями, порівняльна оцінка та ранжування різних ризиків за їх статистичною, медико-біологічною та соціальною значущістю. Мета цього етапу – встановлення пріоритетів та тих ризиків, які необхідно запобігнуті або зменшити до прийнятного на даному етапі рівня.

Після завершення оцінки ризику всі отримані дані та рекомендації передаються органам, що відповідають за ризик, які із врахуванням економічних, політичних, соціальних та інших мотивів розробляють методи попередження або зниження ризику, встановлюють за необхідності динамічний контроль за рівнями ризиків, експозицій та станом здоров`я населення. Цей розділ методології оцінки ризику називається «управління ризиком».

На кожному етапі оцінки ризику проводиться аналіз невизначеностей – ретельне вивчення всіх факторів, що здатні викривити результати аналізу (наприклад, недостатність або неточність вихідних даних, наукові припущення та ін.), а також оцінка тієї впевненості, з якою можливо (чи неможливо) формулювати висновки про доцільність використання отриманих оцінок для управління ризиком.

Важливий етап методології оцінки ризику – це так зване оповіщення про ризик (поширення інформації про ризик), тобто відкрите обговорення усіх отриманих результатів, широке оповіщення про ризики, що існують, їх джерела та попереджувальні заходи на індивідуальному, регіональному та державному рівнях.

Ряд ознак дозволяє лікарю запідозрити екологічну обумовленість порушень стану здоров`я населення. Причинно-наслідкові зв`язки захворювання та експозиції хімічних речовин часто більш важкі для розпізнавання та розуміння, ніж аналогічні взаємозв`язки інфекційних захворювань або харчових токсикоінфекцій та інтоксикацій. Перш ніж аналізувати екологічну обумовленість захворювання, лікар повинен виключити інфекційну або харчову природу порушень стану здоров`я, що спостерігаються.

Найбільш характерні ознаки екологічної, зокрема хімічної природи захворювання:

- раптовий спалах нового захворювання. Часто такі спалахи на початку розслідування трактуються як інфекційні, і лише після ретельного клінічного та епідеміологічного аналізу можна виявити як справжню причину дію хімічних речовин;

- патогномічні (специфічні) симптоми. На практиці ця ознака трапляється не досить часто, оскільки специфічні ознаки інтоксикації в основному проявляються при відносно високих рівнях дії. Наприклад, типова для отруєнь свинцем тріада (свинцева смуга на яснах, «свинцевий колорит», свинцева коліка) зараз практично не спостерігається у осіб, що контактували з даним елементом. Набагато більше діагностичне значення має певне поєднання неспецифічних симптомів;

- комбінація неспецифічних ознак, симптомів, даних лабораторних досліджень, що не властива відомим хворобам;

- відсутність контактних шляхів передачі, що властиві для інфекційних захворювань. У ряді випадків у механізмі виникнення неінфекційних захворювань суттєву роль можуть відігравати псевдоконтактні шляхи впливу. Наприклад, у осіб, що мешкають в одній квартирі з працівниками азбестових виробництв, дуже високий рівень розвитку пухлин легень та плеври, що обумовлено дією азбестових частинок, які переносяться разом із забрудненим спецодягом;

- загальне джерело дії в усіх потерпілих, зв`язок захворювань з наявністю хімічних речовин в одному з об`єктів навколишнього середовища;

- встановлення залежності доза – відповідь: збільшення ймовірності розвитку захворювання та/або зростання його тяжкості зі збільшенням дози;

- утворення кластерів (згустків) кількості захворювань, тих, що зазвичай відносно рідко трапляються у популяції. Прикладом кластера може бути збільшення поширення захворювань нирок у людей, що проживають поблизу м. Льєжа. Дослідження ґрунту виявили зв`язок цих захворювань із забрудненням його кадмієм;

- характерне географічне розподілення випадків захворювання. Географічна локалізованість характерна, наприклад, практично для усіх ендемічних захворювань;

- розподіл постраждалих за віком, статтю, соціально-економічним статусом, професією та іншими ознаками. Наприклад, найбільш чутливими до захворювань є діти, особи похилого віку, хворі з тією чи іншою паталогією;

- виявлення підгруп з підвищеним ризиком захворюваності. Захворюваність у таких підгрупах часто може свідчити про патогенні особливості фактора, що впливає;

- часовий зв`язок між захворюванням та дією фактора. Необхідно брати до уваги можливість латентного періоду, що складає від декількох тижнів (трикрезилфосфат – паралічі, динітрофенол – катаракта) до декількох десятків років (діоксини – злоякісні новоутворення);

- зв`язок захворювань з певними подіями: відкриття нового виробництва або початок випуску (використання) нових речовин, захоронення промислових відходів, зміна раціону харчування і т.ін.;

- біологічна правдоподібність змін, що спостерігаються, підтверджуються результатами про патогенез захворювання, результатами досліджень на лабораторних тваринах;

- виявлення у крові потерпілих досліджуваної хімічної речовини або її метаболіту;

- ефективність заходів втручання ( специфічних профілактичних та лікувальних).

Кожна з перелічених вище ознак окремо від інших не є визначальною, і лише їх сукупність дозволяє підозрювати етиологічну роль факторів навколишнього середовища.

Співвідношенні дії факторів навколишнього середовища та порушень стану здоров`я може бути різним. Найбільш проста для аналізу ситуація, коли сам фактор дії необхідний та достатній для виникнення захворювання (наприклад, укус людини хворою собакою – ризик розвитку сказу). У подібних ситуаціях фоновий, що вивчається, рівень захворюваності дорівноє нулю.

Вплив може бути також необхідним, але недостатнім для розвитку захворювання. Наприклад, згідно із сучасними уявленнями механізм хімічного канцерогенезу включає в себе кілька поступових стадій: ініціація (первинне ураження клітини), промоція (перетворення ініційованих клітин на пухлинні), прогресія (злоякісний ріст та метастазування ) Якщо хімічна речовина має лише промоторні або ініціюючі властивості, то її дії недостатньо для розвитку раку.

Іншим варіантом причинно-наслідкових взаємозв`язків є випадок, коли дія достатня, але не обов`язкова для розвитку захворювання. Наприклад, дія бензолу здатна викликати розвиток лейкозу, але лейкоз може виникнути і без дії цієї речовини.

Для розвитку так званих екологічно обумовлених захворювань впливу фактора навколишнього середовища недостатньо та не обов`язково. Як вже відмічалось, більшість неінфекційних захворювань мають складну етіологію, ризик їх розвитку залежить від великої кількості різноманітних факторів. Складність аналізу у подібних ситуаціях обумовлена тим, що в популяції і без фактора навколишнього середовища, що вивчається, відмічається певний і нерідко відносно високий фоновий рівень захворюваності, пов`язаний з іншими відомими чи невідомими причинами.

Популяційна гігієнічна діагностика використовується для оцінки стану екології на різноманітних територіях та виявлення ризику для здоров`я, пов`язаного з певними шкідливими підприємствами та іншими джерелами забруднення навколишнього середовища. Під сприятливим станом екології розуміється відсутність антропогенних джерел несприятливих впливів на навколишнє природне середовище та здоров`я людини та природних, але аномальних для даного регіону природно-кліматичних, біогеохімічних та інших явищ. Залежно від інтенсивності впливу факторів навколишнього середовища на здоров`я населення виділяють зони надзвичайної екологічної ситуації та зони екологічногї бездії. Екологічний стан території оцінюють за комплексом медико-демографічних показників. До цих показників належать перинатальна смертність, смертність немовлят (у віці до 1 року) та дитяча (у віці 1-4 років) смертність, частота природжених пороків розвитку, спонтанних викиднів, структура захворюваності дітей та дорослих та ін.

Поряд із показниками смертності та захворюваності аналізуються середня тривалість життя, частота генетичних порушень у клітинах людини (хромосомні аберації, розриви ДНК та ін.) зсуви у імунограмі, вміст у біосубстратах (кров, сеча, волосся, зуби, слина, плацента, жіноче молоко та ін.) людини токсичних хімічних речовин.

Поряд з популяційною гігієнічною діагностикою існує і індивідуальна гігієнічна діагностика, що ставить за мету виявлення причинно-наслідкових зв`язків між порушеннями стану здоров`я у конкретної людини та існуючими або існувавшими у минулому потенційно шкідливими діями факторів навколишнього середовища. Цей вид гігієнічної діагностики важливий не лише для правильної діагностики, лікування, профілактики захворювань, але й для встановлення можливого зв`язку середовище - здоров`я з метою визначення матеріальних компенсацій шкоди здоров`ю людини у результаті дії екологічних, у тому числі й виробничих факторів.

Характеристика експозиції факторів навколишнього середовища

Експозиція (вплив) – контакт організму людини з хімічним, фізичним або біологічним агентом. Під оцінкою експозиції розуміють визначення вираженості, частоти, тривалості та шляхів впливу факторів навколишнього середовища, що вивчаються. При оцінці експозиції аналізується також природа фактора, що діє, розміри та характер експонованих популяцій. На першому етапі експозиції визначають характеристику навколишнього стану (клімат, гідрогеологічні умови, рослинність, тип грунту та ін.) та характеристику популяцій, що потенційно підлягають впливу (місця проживання, види діяльності, демографічний склад, зонування території та ін.).

Другий етап – ідентифікація маршрутів впливу та потенційних шляхів поширення досліджуваного фактора у навколишньому середовищі. Маршрут дії – це шлях хімічної речовини (або іншого фактора) від джерела його утворення та виділення в навколишнє середовище до експонованого організму. Маршрут описує унікальний механізм, за яким людина або популяція підпадає під досліджуваний вплив. Повний маршрут включає в себе джерело, яке сприймає середовище, тобто середовище, до якого спочатку потрапляє хімічна речовина, транспортуючі та акумулюючі середовища (середовища, за допомогою яких речовина переноситься до інших об`єктів, трансформується у інші сполуки, накопичується чи руйнується), місце дії ( тобто те місце, де відбувається контакт людини з фактором, що досліджується), середовища, що впливають (наприклад, питна вода, повітря зовні та середині приміщення, продукти харчування і т.д.), шляхи потрапляння та впливу (інгаляційний, пероральний, перкутанний).

Оцінка експозиції може базуватися на прямих та непрямих методах дослідження. До прямих методів належать індивідуальний моніторинг експозицій, що передбачає безпосереднє вимірювання рівнів впливу досліджуваного фактора на конкретну людину, та застосування біологічних маркерів. Біологічні маркери (біомаркери) поділяються на біомаркери експозиції, біомаркери ефекту та біомаркери сприйнятливості. Як біомаркерекспозиції найчастіше використовують вміст екзогенної хімічної речовини, її метаболіту або продукту взаємодії між хімічною речовиною та якою-небудь молекулою чи клітиною, що свідчить про те, що відбувся вплив, та про його рівень (табл.1). Останніми роками для оцінки експозиції як біомаркери стали використовувати такі чутливі та специфічні тести, як вміст сполук деяких хімічних речовин з ДНК, сироватковим білком, еритроцитами, наприклад, сполука бенз(а)пірену (при вивченні викидів коксових печей, оцінці ризику при вживанні смаженого м`яса та ін.). Біомаркер ефекту – показник, що кількісно характеризує біохімічні, фізіологічні зміни в організмі, в поведінці людини, ступінь якого визначає фактичне чи потенційне порушення здоров`я, чи ризик розвитку хвороби.

Біомаркер сприйнятливості – показник вродженої чи набутої здатності організму реагувати на вплив певного фактора навколишнього середовища. Цей різновид біомаркерів використовується при виявленні потенційно надчутливих людей та підгруп, що потребують підвищеної уваги при оцінці ризику несприятливих змін у стані здоров`я населення.

Таблиця 1 – Приклади маркерів експозиції

Непрямі (опосередковані) методи оцінки експозиції ґрунтуються на використанні даних моніторингу якості навколишнього середовища та його окремих об`єктів. Моніторинг якості навколишнього середовища – це періодичний або систематичний (постійний) відбір та аналіз проб різних об`єктів середовища ( вода, атмосферне повітря, продукти харчування, ґрунт). При оцінці експозиції за допомогою непрямих методів поряд з результатами фактичних вимірювань можуть використовуватися дані, отримані шляхом математичного моделювання поширення забруднення від джерела його утворення до місця впливу.