Вода-источник жизни

Радиоактивные вещества. Все природные воды содержат в небольшом количестве радиоактивные вещества, из которых основными являются радий, уран, торий и калий-40, но их суммарная естественная радиоактивность очень мала. Однако в последнее время наблюдается все больше зон, имеющих повышенную радиоактивность, вызванную антропогенными факторами. При этом основными носителями этой радиоактивности выступают изотопы с небольшим периодом полураспада. Это Стронций-90, Цезий-137, Церий-144, Хлор-36. В окружающую природу они поступают в основном в процессе производства и испытания ядерного оружия, из атомных электростанций, при авариях, при производстве и испытании приборов, содержащих радиоактивные изотопы, а также в случаях неправильной их утилизации.

Наиболее опасной особенностью радиоактивных изотопов является то, что они по химическим и физическим свойствам не отличаются от своих безопасных собратьев. Это позволяет им встраиваться в биологические цепочки, накапливаться в организме, исподволь разрушая его.

Наверное, одним из наиболее опасных изотопов является стронций-90 (Sr-90), имеющий химическое сродство с кальцием, а значит и способность откладываться в костных тканях животных и человека.

Даже  этим список токсинов, входящих в состав нашей воды не исчерпывается.

III. ФТОР В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА.

Тот факт, что фтор входит в состав зубов, впервые помог  доказать …слон. Да, да - слон. Обычный (правда, ископаемый) слон, найденный  в окрестностях Рима. В его зубах  был обнаружен фтор. Это открытие побудило ученых провести систематическое  изучение химического состава зубов животных и человека. Было установлено, что в состав зубов входит до 0,02% фтора, и нехватка этого элемента в организме приводит к разрушению зубов.

В Советском Союзе  разрабатывалась государственная  программа фторирования воды. Планировалось добавлять его вместе с хлором на городских системах очистки. В результате от программы остался только хлор, а фтор не добавляется. Основное физиологическое значение фтора для человека заключается в его участии в костеобразовании, формировании твердых тканей зубов и зубной эмали.  Потребление фтора, а точнее фторида-иона (F¯) организмом человека должно быть строго нормированным. При значительном снижении его уровня в воде (менее 0,5 мг на литр) развиваются явления недостаточности фтора, выражающиеся в резком учащении заболеваний зубным кариесом, а в случае длительного избыточного поступления в организм фтористых соединений развивается тяжелое хроническое отравление, называемое флюорозом. При этом поражаются кости и зубы, внешне флюороз проявляется в виде белых и желтоватых пятнышек на зубах с последующим их разрушением.

Чистая вода с добавлением  фтора полезна не только для зубов. Она повышает сопротивляемость организма внешним воздействиям, улучшает иммунитет. Об этом свидетельствуют результаты исследований о воздействии  воды с добавлением фтора на организм, которые проводились НИИ Клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН. Также изучалось влияние  воды с добавлением фтора на репродуктивную функцию, т.е. на беременность и состояние новорожденных.

Результаты показывают, что эти процессы протекают в  норме. Более того, при употреблении  воды с добавлением фтора увеличивается  репродуктивный возраст - период, в котором можно зачать и родить здоровое потомство.

Поэтому необходимо употреблять  воду с добавлением фтора, но нужно  использовать “правильную” воду. Например, в “правильной”  воде фтор должен находиться в оптимальном объеме 0,7-1,2 мг/л. Избыток фтора в воде приводит к серьёзному заболеванию, речь о котором пойдёт ниже.

IV. ФЛЮОРОЗ.

IV.1. История изучения заболевания.

Флюороз - специфические эндемическое заболевание, характеризующееся обезображиванием зубов, нарушениями опорно-двигательного аппарата и другими изменениями привлекло внимание исследователей и врачей уже издавна.  В 1900 году итальянский врач Стафан Чийя обратил внимание на своеобразное заболевание зубов у населения местности Гоцуоли, расположенной в 5 км от Неаполя. На симметрично расположенных зубах имелись темно-желтые или темно-коричневые пятна, иногда - эрозии, у многих лиц эти зубы начинали крошиться со свободного края и, в тяжелых случаях, разрушаться до десен.

Чейя полагал, что этиология  заболевания связана с вулканическим  дымом, отравляющим атмосферу, или же с ядовитым веществом, содержащимся в воде. Многие исследователи отмечали эндемический характер заболевания и рассматривали различные элементы в качестве источника заболевания. Все данные говорили о необходимости исследования питьевой воды на содержание фтора и подробного сопоставления результатов анализа с распространенностью заболевания.

Подробное исследование такого рода было проведено в 1931 г. Черчилем и Смитом с сотрудниками, которые  пришли к выводу, что содержание фтора в питьевой воде обследуемой  местности увеличено и превышает 102 мг/л. Дальнейшие исследования были направлены на определение концентрации фтора в различных водоисточниках, изучение заболевания населения флюорозом в различных местностях, выявление действия фтора на различные органы и системы, определение зависимости между развитие заболевания и концентрацией фтора в воде, выработке гигиенических нормативов содержания фтора в воде.

Повсеместное распространение  растворимых фторсодержащих соединений в породах и почвах обусловливает наличие фтора в природных водах, используемых для водоснабжения. Концентрация фтора в природных водах колеблется в широких пределах (от 0,01 до 27 мг/л) и связана, в известной степени, с растворимостью его соединений.

Высокие концентрации фтора  обнаружены в питьевых водах многих стран. Немало источников водоснабжения  с большим содержанием фтора известно на территории бывшего СССР, однако содержание фтора в них значительно меньше, чем в подземных водах Америки, Индии, Португалии, Болгарии, Китая и др.

Патологические изменения  при флюорозе включают особое крапчатое  изменение эмали зубов. Крапчатая эмаль содержит фтора в 16 раз больше нормы. На такой эмали имеются беловато-желтоватые пятнышки. Кроме того, наблюдаются трещины эмали зубов, хрупкость краев зубов. Отмечается слабость мышц, потеря в весе, ломкость костей, происходит кальцификация сухожилий, образование остеофитов. Эти изменения характерны для эндемического флюороза, то есть когда человек сталкивается с повышенной концентрацией фтора с детства.

При профессиональном флюорозе (у рабочих алюминиево-магниевого производства, имеющих контакт с криолатом Na3[AlF6] и окисью алюминия, а также при изготовлении фторсодержащих минеральных удобрений), эмаль не меняется, но системные проявления флюороза имеются. На биохимическом уровне повышенное содержание фтора влияет на многие биохимические процессы. Фтор взаимодействует с кальцием, магнием, марганцем, железом и другими металлами. Кроме того, он оказывает угнетающее действие на ферменты, что вносит нарушения в мешуточный обмен веществ; фтор способен замещать йод в таких неорганических соединениях или изменять их свойства.

Специфическое действие фтора на ферменты объясняется взаимодействием  его с Ca, Mn, Fe, Mg, входящими в состав ферментов, а также с фосфопротеинами.

Фтор способен снижать  гликолиз в связи с торможением  фермента энолазы, что приводит к задержке мешуточного обмена углеводов на уровне образования 2-фосфорнопировиноградной кислоты. Это объясняется тем, что фтор вступает во взаимодействие с магнием с образованием магний фторфосфата.

Обмен липидов блокируется  фтором на этапе окисления жирных кислот. Тормозит фтор и аденозинтрифосфатазу, обуславливающую расщепление АТФ с образованием неорганического фосфата.

Влияние фтора на холиэстеразу, фермент, гидролизующий ацетилхолин  на холин и уксусную кислоту, опосредуется взаимодействием фтора с Mg, Mn, Ca, Ba, которые активируют этот фермент. При этом повышается уровень ацетилхолина в синаптической щели холинергических нейронов, что приводит к повышению чувствительности как скелетных мышц, так и гладкой мускулатуры кишечника и желез к ацетилхолину.

Фтор нарушает и процессы кальцификации. Известно, что процесс  кальцификации состоит из двух этапов. На первом этапе происходит гидролиз фосфорнокислого эфира щелочной фосфатазой с образованием фосфорной кислоты. На втором - фосфорная кислота взаимодействует с кальцием с образованием трикальцийфосфата, который выпадает в осадок и откладывается. Фтор тормозит вторую реакцию, что приводит к компенсаторному увеличению действия щелочной фосфатазы и образованию экзостозов и пр.

Кроме того, фтор угнетает in vitro липазы, птиалин, панкреатическую амилазу, диастазу, уреазу, некоторые протеолитические ферменты, сычужный фермент, каталазу, пероксидазу, карбоксилазу, сукциндегидрогеназу, цитохром С. К числу немногих ферментов, активируемых фтором, принадлежит мальтаза.

Из ферментов, инактивируемых фтором, привлекает внимание дезоксирибонуклеаза, осуществляющая ферментативное расщепление ДНК на тетрануклеотиды. Этот фермент, играющий, возможно, роль в процессе роста злокачественных опухолей, активируется магнием и также подавляется фтором.

В некоторых случаях  показано, что фтор способен активировать адренэргические влияния. Но в отношении  нервной системы при хроническом  флюорозе преобладает раздражение парасимпатических отделов нервной системы, о чем свидетельствует гипогликемия у рабочих фтор производств и у больных с тяжелым эндемическим флюорозом, а также ваготонические симптомы со стороны сердечно-сосудистой системы (брадикардия, гипотония) и морфологические изменения состава крови (лейкопения, лимфоцитоз).

В зависимости от клинических  проявлений различают несколько  стадий флюороза.

IV.2. Классификация флюороза.

Классификация флюороза была предложена Р.Д.Габовичем в 1949 г. на всесоюзном съезде гигиенистов. Эта классификация различает 4 степени поражения зубов при флюорозе.

Первая степень - очень слабые изменения, единичные, мелкие фарфороподобные, меловидные пятнышки или полоски, занимающие не более 1/3 данной поверхности хуба. Чаще поражаются лишь определенные зубы (резцы, моляры и преполяры).

Вторая степень - слабое поражение - непрозрачные фарфороподобные или меловидные пятнышки, полосы, занимающие около половины поверхности коронки зуба. Из-за измененной минерализации происходит снижение содержания Cа в эмали и ее окрашивания. Наблюдается повышенная устойчивость зубов к кариесу.

Третья степень - умеренное поражение: большие пятна занимают более половины поверхности зуба. Отмечается пигментация. Наблюдаются изменения в дентине зубов. Эти зубы более хрупкие, для них характерна повышенная стираемость.

Четвертая степень - сильное поражение: кроме изменений, встречающихся при поражении III степени, имеет место нарушение целостности эмалевого покрова, образование бесцветных или пигментированных в коричневый цвет точечных эрозий. В наиболее тяжелых случаях точечные эрозии конфлюируют и нарушают контуры зуба. Такие зубы, несмотря на повышенную твердость, более хрупки и чаще подвергаются разрушениям. В основе повреждения зубов при флюлорозе лежит не избыточное отложение кристаллов фторапатита, а дистрофические изменения в амелобластях, а также уменьшение толщины пласта эмалевого эпителия. При высоких концентрациях наблюдается нарушение в структуре денталина, приводящее к повышенной хрупкости и стираемости. Молочные зубы также поражаются флюорозом, но в меньшей степени, чем постоянные.

 Поражение зубов  при флюорозе часто сочетается  с поражением других органов  и систем. Поражение скелета начинается  в местах с лучшим кровоснабжением.  Вначале повышается плотность,  и появляются экзостозы на позвонках, костях таза, основании черепа и ребрах. Трабекулы заметны даже на мелких костях кисти, костномозговой канал трубчатых костей уменьшен. В дальнейшем на рентгенограмме кости выглядят увеличенными, с неправильными контурами вследствие обызвествления связок и сухожилий. Наблюдается поражение мышц и нервной системы (боли в суставах, снижение болевой и температурной чувствительности, импотенция).

Поражение скелета флюорозом  отмечено при концентрации фтора  в пределах 5-13 мг/л, а при сочетании неблагоприятных факторов - при 3 мг/л. Как правило, развитию флюорозоа способствует и жаркий климат, ведущий к увеличению водопотребления и отложения фтора в костях; плохие социальные условия (тяжелый физический труд) и неполноценное питание: недостаток белков. Витамина С и D  кальция, а также недостаток потребления молока и овощей. Флюороз скелета, как правило, развивается в течение 15-20 лет при содержании фтора в воде около 10 мг/л и в течение 30 лет при концентрации 5-6 мг/л.

На основании результатов наблюдений и исследований эндемических очагов флюороза в 84 странах было опубликовано свыше 2 тысяч сообщений. На территории бывшего СССР, где планомерно изучались источники водоснабжения, очаги флюороза выявлены во всех регионах, но чаще они встречаются на Украине (особенно в Днепропетровской, Полтавской, Харьковской, Винницкой областях), в Молдавии, Азербайджане, Казахстане, России (Московской, Воронежской и Пензенской области, на Урале). При этом картина повреждений, возникающая при этом заболевании, пестра и многообразна.

В России более актуальной является проблема фторирования воды, чем ее дефторирование.