ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ В ЕПІДЕМІОЛОГІЇ

Епідемічний процес — це безперервний процес взаємодії мікро- I макроорганізму на популяційному рівні, який супроводжується поширенням специфічних інфекційних захворювань серед людей і вабезпечує збереження збудника у природі як біологічного виду.

Наведене визначення було прийнято на семінарі завідуючих кафедрами епідеміології інститутів удосконалення лікарів, який відбувся в ЦОЛІУЛ у січні 1989 р. В ньому підкреслюється, що епідемічний процес — це природне явище, екологічно і еволюційно закріплене на більшій чи меншій території, де збудник стабільно циркулює у системі організм — природне середовище — організм, завдяки чому зберігає біологічний вид. Зрозуміло, що збудник еволюційно пристосувався до таких умов, де забезпечується його міграція від ураженого до сприйнятливого організму. В епідеміч­ному процесі організм людини є поживним середовищем для збуд­ника і об’єктом його тимчасового перебування.

Історія формування вчення про епідемічний процес віддзерка­лює шлях людського пізнання від явищ до їхньої суті. Уже на по­чатку нашого століття почали говорити про ланки епідемічного процесу, але без достатнього розуміння взаємозв’язків і взаємо­дії між ними. В основному характеризувалися окремі факти і умо­ви, які суттєво впливали на певні ланки епідемічного процесу, тобто в епідеміології домінували аналітичні тенденції. Епідемічне поширення майже всіх інфекційних хвороб в роки першої світової війни вимагало від епідеміологів вивчення причин і закономірнос­тей виникнення і розвитку епідемічного процесу в конкретних умо­вах життя населения. Л. В. Громашевський, узагальнивши нако­пичений матеріал, сформулював такі фундаментальні положення в епідеміології, як джерело збудника інфекції, механізм передачі І популяційна сприйнятливість організмів до того чи іншого збуд­ника. Чітко визначивши важливість впливу соціально-природного фактору, вчений сформулював рушійні сили і закони епідемічного процесу.

Нині служба охорони здоров’я вступила у новий етап своєї діяльності, коли епідемічне поширення багатьох у минулому зна­них інфекцій з високою смертністю, важким перебігом і усклад-

неннями у більшості країн, у тому числі й у нашій, ліквідовано, або ці інфекції реєструються у вигляді окремих, спорадичних,^ випадків. Але, як уже відзначалося, медична служба зустрілася з епідемічним поширенням інфекцій, які раніше не були відомі (СНІД, Т-клітинний лейкоз, африканські геморагічні гарячки, га- лофільоз, легіонельоз, кампілобактеріоз та ін.). Без сумніву, мож­на говорити, що при деяких давно відомих інфекціях активізуєть­ся епідемічний процес, захворюваність різко збільшується (ієрси- ніози, грип, гострі респіраторні інфекції, вірусні гепатити, сальмо­нельоз та ін.,).

Багато дослідників згадані зміни в епідеміології інфекцій по­в’язують з екологічними проблемами нашого сьогодення. I Гака точка зору має право на існування, оскільки усі три ланки епіде­мічного процесу зазнають значного впливу чинників природного середовища. Це і паразит — збудник інфекції, і подолання пере­пон на його шляху від джерела інфекції до сприйнятливого орга­нізму і, врешті, стан здоров’я популяції організмів, котрі під­тримують циркуляцію збудника. Все це важливо знати для глибо­кого пізнання епідемічного процесу, визначення його залежності від природного середовища. Якщо Л. В. Громашевський визначав епідемічний процес як біосоціальну систему, то Б. Л. Черкаський характеризує його як соціально-екологічну систему. Концепція В. Д. Белякова про саморегуляцію паразитарних систем також базується на змінах збудника, які настають у різних фазах епіде­мічного процесу.

Наведені дані свідчать про важливість вивчення екологічних закономірностей в епідеміології. І якщо на початку XX ст. доміну­вали аналітичні тенденції у пізнанні епідпроцесу, у другій чвер­ті — розроблялися конкретні концепції локалізації та ліквідації епідемічних осередків інфекції, то нині ми зобов’язані пізнати за­кономірності екологічних змін і їхній вплив на різні ланки епіде­мічного процесу, тобто вивчити екологію збудника чи то в період перебування його в організмі хазяїна, чи у природному середови­щі.

Далі варто зупинитися на деяких екологічних положеннях.

Біосфера — це еволюційна збалансованість відтворення і роз­паду на базі колообігу речовин і енергії в природі, тобто збалан­сованість біотичного й абіотичного у колообігу, який підтримує існування і розвиток різних видів і форм життя природи. Біоло­гічного життя не може бути без неорганічної природи. Будь-яке життя (людина, тварина, комаха, бактерії, рослинний світ) може існувати і адаптуватися в природі лише за умови включення в певну екосистему. Людство також включено в біотичний колово­рот, і його життя можливе лише при безпосередній участі в цьому

процесі. Людина не може забувати про природну основу свого буття і необхідність підкорятися законам природи.

Техносфера (соціосфера, біотехносфера — це ідентичні поняття) являє собою сукупність усіх технічних засобів і споруд, створених людиною, з безпосередніми зв’язками між ними. Але цей зв’язок суттєво відрізняється від механізмів саморегуляції природних про­цесів і не підкоряється їм.

Техносфера не є складовою біосфери. Але ні за складністю структури, ні за рівнем організованості вона не може конкурувати з біосферою. В сучасних умовах техносфера створюється за раху­нок деструкції більш організованої системи — біосфери, викори­стовуючи її природні ресурси. Темпи нарощування техносфери на­багато перевищують темпи біологічної еволюції, компенсаторні можливості природних екосистем. Про темпи розширення техно­генних і урбанізованих зон свідчить той факт, що під площі за­будов зайнято 150 млн га, а до кінця століття ця цифра збіль­шиться майже в 2 рази. Загалом, територія, що використовується для сільськогосподарського виробництва, під забудову міст і сіл, шляхів сполучень, підприємств, водойм, перевищує 20 % усієї суші. Приріст кількості автомобілів у 5 разів перевищує приріст насе­лення. Різко збільшується число різноманітної техніки, обладнан­ня тощо. Маса техносфери наближається до маси біосфери.

Техносфера породжує явища, невластиві природі Землі: джере­ла ядерної енергії на поверхні, хімічні сполуки з новими власти­востями, сучасні висотні будови міст, індустріальні райони. Зро­стаюча технічна могутність людини перетворює її у величезну гео­логічну силу. Перед людством постало першочергове завдання: привести науково-технічний прогрес у відповідність із законами функціонування біосфери, розробити оптимальну стратегію став­лення людини до природи. Як справедливо стверджує С. С. Шварц (1975), екологія стає теоретичною основою поведінки людини в природі. Ернст Геккель ще у 1870 р. писав, що під екологією Ми розуміємо суму знань, які відносяться до економіки природи: ви­вчення всієї сукупності взаємовідносин живого з навколишнім середовищем, як органічним, так і неорганічним, і, передусім, їх­ніх дружніх або ворожих відносин.

Кожний вид тваринного або рослинного світу може існувати, лише включившись у біотичний колообіг. Це головна концепція, на якій повинна базуватися діяльність людини щодо використан­ня ресурсів природи. Властиве сучасній людині необмежене нама­гання збільшити виробництво має поступитися місцем постійному відновленню ресурсів природи, які б підтримували біотичний коло­обіг енергії і всього живого як найважливішої умови забезпечення

людини необхідними засобами існування для створення оптималь­них умов збереження здоров’я та життя.

Екосистема — це творіння природи, організоване за суворими законами, яке має властивості, характерні лише для включених у неї компонентів, які пов’язані між собою метаболічними зв’язка­ми.. Лише у біоценозі, завдячуючи трофічним зв’язкам і енергетич­ному обміну, створюються умови існування популяції окремих організмів, котрі не розкидані на землі випадково, а включені певними зв’язками в організовані системи.

Було б наївно думати, що, знищивши менш корисні види, мож­на зберегти інші, важливіші.

Біоценози — це природа, в якій ми живемо, і тому маємо бути першими у природоохоронних заходах.

Важливо підкреслити ще такі особливості організації біоцено­зу — його* структурну гетерогенність і специфічне значення у від­творенні біомаси. Останнє визначається не індивідуальними вла­стивостями видів, включених у біоценоз, а їх організацією. Біоце­ноз — це машина по трансформації речовин та енергії природи.

Особливе значення мають домінантні види. Вилучення остан­ніх із колообігу, як правило, зумовлює суттєві зміни не лише в біотичній частині біоценозу, але й у фізичних і хімічних власти­востях природного середовища (біоценозу). Так, зруйнування лі­сового покриву у певному регіоні призводить до зменшення кисню в атмосфері, погіршення водного режиму, деградації грунту та ін­ших негативних наслідків.

Принципово важливе значення має питання, чи може людина створити біоценози, подібні до природних, довготривалі і продук­тивні? Не потрібно думати, що кожне втручання у біоценоз руйнує його. Врахування структури біоценозу, головних механізмів і ролі його у продуктивності колообігу, компенсаторних запасів еко­систем дозволяє людині створити його стійким і довготривалим. У зв’язку з цим необхідно підкреслити соціальну природу людини, яка виявляється у бажанні забезпечити себе засобами існування. Хоча людство і залежить від біологічної продуктивності біосфери, але своєю працею може збільшити продуктивність у рамках удо­сконалення виробничих сил.

піп оди. З цією метою вона створювала і удосконалювала засоби іиі|н)Опііцтва і технологію, тобто засоби якнайінтенсивнішого вико- ∣∣ι∣( глиня запасів природи, але не створювала засоби захисту при- ∣∣∏∕ιιι. Це відобразилось на розвитку науки. Головні її галузі — фішка, хімія—працюють у напрямку винаходу нових видів енер- ііі та систем машин, тобто підвищення рівня технічного пере- іипроєпня праці. Екологічна наука значно відстала від прогресу н галузях фізики та хімії. Ні у науковому, ні у практичному ік центах сучасна людина не підготовлена до створення і реаліза­ції таких заходів захисту природного середовища, які можна r∙vj∣o б порівняти з масштабами її експансивного впливу на це • ередовище. Ми навчилися створювати надзвукові літаки, але не иплемо, як запобігти шкідливому впливу на екологічну ситуацію ні здоров’я людини при їх широкому використанні. Наука створює Iiniii високопродуктивні технології, але поки не знає, як захистити ііпірииний та рослинний світ від їх шкідливих відходів.

І. В. Давидовський (1962) писав, що кожна інфекційна хво­роба поринає своїм корінням в історію взаємодії видів і специфіч­них проявів у різних історичних формаціях людського суспільства. При такому розумінні можливий еволюційно-екологічний підхід до їх вивчення. Такий підхід є закономірним, оскільки еволюцій­ні процеси в епідеміології, відображаючи діалектично-матеріа­лістичний принцип розвитку і детермінізму, є одним із важливих показників рівня теоретичного мислення, а еволюціонізм є універ­сальним законом розвитку живих організмів різного ступеня досконалості. Приведені закономірності пізнані Дарвіним' і викла­дені у теорії, згідно з якою еволюційний процес є етапом присто­сування до навколишнього середовища з метою збереження біоло­гічного виду. Рушійною силою удосконалення видів, згідно з учен­иям Дарвіна, є природний відбір, .тобто види організмів, які не •іміпюють своїх властивостей, гинуть, більш пластичні до змін — виживають. З огляду на це ряд авторів трактують хвороби люди­ни як наслідок адаптації та еволюції живих систем. Тому інфек­ційну хворобу можна розглядати як взаємодію суперечливих про­цесів, у якій збудник для збереження свого виду має розмножу­ватися і деякий час зберігатися в організмі людини або тварини. Живі організми за допомогою своїх патолого-фізіологічних меха­нізмів намагаються видалити з організму збудника або нейтралі­зувати його хвороботворну дію.

Еволюція мікроорганізмів, їх вірулентність, пристосованість до мінливих умов здійснюються значно легше порівняно з еволюцією людини. Це є наслідком високих темпів розмноження і швидкої зміни поколінь у мікробів. Звідси стає зрозумілою еволюція різно­манітних мікробів — від сапрофітів до умовно патогенних і навіть пнеокопатогенних для людини. Посилюючи або послаблюючи віру­лентність, вони значною мірою змінюють клінічний перебіг XBOpo-

би, навіть при таких масових інфекціях, як дизентерія, холера, сальмонельоз та ін. Завдяки працям Л. В. Громашевського ми сьогодні знаємо, що вхідні ворота і первинна локалізація збудни­ка в організмі обумовлюють механізм передачі, котрий у свою чергу призводить до формування або зміни біологічних властивос­тей, які передусім проявляються у формах і тривалості виживан­ня в об’єктах зовнішнього середовища.

З наведеного випливає логічне узагальнення, що для збудників антропонозних інфекцій з крапельним механізмом передачі для збереження біологічного виду не виникає необхідності їх тривало­го виживання в навколишньому середовищі. Виділившись з орга­нізму, вони майже безпосередньо попадають у сприйнятливий організм, а ті, що залишилися поза організмом, гинуть. Тому не дивно, що збудники інфекцій з крапельним механізмом передачі (дифтерії, кашлюку, кору, паротиту та ін.) за останні десятиліт­тя не зазнали суттєвих змін.

Зовсім іншою пластичністю мають володіти збудники, примі­ром, кишкових інфекцій чи поверхневих покривів тіла, яким у природному середовищі необхідно тижнями, місяцями, а то і рока­ми очікувати нагоди потрапити у сприйнятливий організм з метою продовження свого біологічного виду. Зазнаючи протягом довгого періоду перебування на об’єктах зовнішнього середовища впливу таких чинників, як температура, вологість, агрохімічні компонен­ти грунтів, води, а також чисельних чужих для природи хімічних сполук, токсичних відходів промислових підприємств, урбанізова- них зон і багатьох інших, бактерії повинні мати високу резистент­ність до цих чинників.

Глибоко усвідомивши долю збудника в його екологічному русі по колу зовнішнє середовище — організм — зовнішнє середовище, Л. В. Громашевський створив учення про механізм передачі і по­клав його в основу класифікації інфекцій. В. Д. Беляков, вивчаю­чи екологічні пристосувальні функції збудників інфекцій у згада­ному колі циркуляції, зібрав багатий матеріал, який мав безсум­нівне значення для формування теорії саморегуляції паразитар­них систем.

Виходячи із учення про механізм передачі, ми можемо впевне­но говорити, що він стоїть на сторожі генетичних та біологічних властивостей збудника. Наприклад, вірус кору розмножується у клітинах слизової оболонки верхніх дихальних шляхів хворого. При експіраторних актах він потрапляє у повітря і протягом де­кількох хвилин не може суттєво змінитися на шляху до дихаль­них шляхів сприйнятливого організму. Постійне ж перебування ві- руса в екологічно сприйнятливих умовах (в організмі людини) підтримує біологічну стабільність збудника.

Можуть бути відхилення від такого кола циркуляції. Напри­клад, вірус кору потрапляє у травний канал, в екскрети або в

кров, а з неї — в сечу. Але низька резистентність вірусу призво­дить його до загибелі раніше, ніж він виділиться з організму. Іншими словами, відхилення від екологічно закріпленого механіз­му передачі веде до біологічного глухого кута і загибелі. Таким чином, стабільно закріплений крапельний механізм передачі віру- са кору зберігає його біологічні властивості. Безумовно, деякі зміни можуть відбуватися і в організмі теплокровного хазяїна (резистентність до антибіотиків, інших ліків), але такі зміни ко­роткочасні, оскільки генетично вони не закріплюються.

Заразна хвороба виникає як наслідок двох суперечливих про­цесів — еволюції паразита-збудника та еволюції макроорганізму у напрямку адаптаціогенезу, збереження біологічного виду збудни­ка. Але закони еволюції діють не на рівні організму (взаємодія збудника і теплокровного хазяїна), а на популяційному (взаємо­дія мікроорганізмів певного виду та людської популяції). Перший характеризує інфекційний процес як специфічне явище і вказує на його причини, другий розкриває суть епідемічного процесу. Лише на популяційному рівні спрацьовують рушійні сили епіде­мічного процесу, а характер останніх визначає його суть.

Еволюція паразитизму може здійснюватися різними шляхами (зміна генетичних властивостей бактерій, селекція штамів зі зни­женою вірулентністю). Прикладом згаданих змін може бути ево­люція збудників дизентерії, яка відбулася у роки Великої Вітчиз­няної війни. Зруйноване на окупованій території комунальне гос­подарство, низький рівень медичної допомоги зумовили поширен­ня високовірулентних "збудників дизентерії Григор’єва—Шіга та Флекснера з водним шляхом передачі. Завдяки відновленню у післявоєнні роки зруйнованого війною народного господарства, особливо водопостачання та каналізування населених пунктів, вдалося зупинити поширення цих збудників. У той же час центра­лізація громадського харчування, підприємств харчової промисло­вості, зростання числа дитячих дошкільних закладів створили умови для поширення збудника дизентерії Зонне і передачу його через харчові продукти, а легкий перебіг захворювання, часті ви­падки носійства збудника здоровими людьми сприяють виживан­ню збудника в нових соціальних умовах і підтриманню безперерв­ності епідемічного процесу при цій формі інфекції.

Збільшилась зацікавленість екологією природнооСередкових ін­фекцій. Доведено, що вони є складовою частиною біоценозів, при­в’язаних до певного географічного ландшафту, і підкоряються за­конам функціонування біоценозів. Таким чином, природний осере­док інфекції — біоценологічна категорія, він може бути пізнаний І описаний з використанням понять, законів та принципів еколо- I її, з погляду вчення про природні осередки інфекції як наукової концепції про природні умови існування збудників інфекцій.

Резюмуючи наведені фактичні дані, можна стверджувати, що

найбільших екологічних змін будуть зазнавати збудники, які в еволюційно закріпленому механізмі циркуляції тривалий період знаходитимуться в об’єктах природного середовища. Навіть мікро­би, які набули здатності переходити у спори, або L-форми, за­знають змін, потрапляючи, наприклад, у грунти з різною агро­хімічною характеристикою. І це природно, оскільки для певного біотопу біоценоз є організованою системою різноманітних популя­цій, до яких збудник адаптується і законам функціонування яких підкоряється. Як зазначає Б. Л. Черкаський, збудник існує не ізо­льовано, а у взаємодії з екологічними чинниками середовища існуючої екосистеми — абіотичними, біотичними і антропогенними. Пізнаючи ці взаємозв’язки, можна робити важливі узагальнення для науки і практики охорони здоров’я.

О. М. Вернер і співавтори (1987), проводячи картографування осередків сибірки і зіставляючи їх з територіальною агрохіміч­ною характеристикою грунтів, дійшли висновку, що осередки ін­фекції розміщуються в основному на територіях з нейтральними і незначно лужйими грунтами і практично їх немає на територіях з кислими грунтами. Проведені експериментальні дослідження щодо виживання збудника сибірки у грунтах з різною агрохіміч­ною характеристикою засвідчили, що вегетативні бактеріальні клі­тини, попадаючи в грунт з нейтральними значеннями pH, пере­ходять у спори, і тоді грунти будуть небезпечно забруднені збуд­ником протягом десятиліть. При pH 6,0 лише 15 % занесених у такі грунти вегетативних клітин переходять у спори, а при pH 5,5 і нижче споруляція взагалі не спостерігається.

Аналогічні наслідки отримані нами при картографуванні за­хворювань на правець і експериментальному вивченні виживання вегетативних клітин клостридій у грунтах з різними значеннями pH. Зібрані матеріали дозволили картографувати територію України і визначити інтенсивність' ризику зараження згаданими інфекціями практично у кожному населеному пункті.

При вивченні екології аскаридозу було також доведено існу­вання взаємозв’язку між агрохімічними характеристиками грун­тів і виживанням або відмиранням яєць аскариди. Найвищу інва- зійність визначено на території з кислими грунтами, що бідні на мінеральні сполуки, в тому числі й дисперсні мінерали. До таких мінералів належить монтморилоніт, досить поширений у грунтах України. Виявилося, що він адсорбує на своїй поверхні яйця аска­рид і тим самим утримує їх у поверхневих шарах грунтів, де вони зазнають тривалого впливу різноманітних шкідливих чинників природного середовища. Ці закономірності покладені в основу картографування території щодо ризику зараження аскаридозом.

У процесі досліджень було виявлено ще одну закономірність. Зі збільшенням кількості внесених у грунт мінеральних добрив, зменшувалась ураженість населення. Це дозволяє говорити про

комбінований вплив на осередки аскаридозу медичного і госпо­дарського чинників. Останній може стати вирішальним у звільнен­ні території від аскаридозу.

Оскільки біоценоз певної території стабільно закріплений, ви­значений ризик зараження буде довготривалим. Людина може змінювати біоценоз завдяки своїй господарській діяльності. Знаю­чи перспективи народногосподарської діяльності на території, можна передбачити зміни у ризику зараження і своєчасно вжити необхідних протиепідемічних та профілактичних заходів.

Нині вже ніхто не має сумніву з приводу того, що втручання людини в екологічно закріплені біоценози призводить до порушен­ня, екологічної рівноваги, історично створеної і закріпленої протя­гом тисячоліть, як найбільш доцільної для даної території.

Підтвердженням сказаного можуть бути екологічні зміни біо­типів туляремії і лептоспірозу (Т. І. Касьяненко, В. П. Дерев’ян- ченко, 1985). Широкомасштабний обсяг гідромеліоративних, агро­хімічних та агротехнічних робіт, що проводяться з метою збіль­шення урожайності ланів, призводить до змін ландшафту, а це у свою чергу змінює еволюційно закріплені біоценотичні зв’язки у природних осередках туляремії і лептоспірозу, видовий склад зоофауни і кровососних членистоногих. Внаслідок осушення тери­торії відбувається зниження, ліквідація або трансформація інфек­ційного потенціалу, обводнення території за певних умов може призводити до формування нових осередків інфекції. Дані про такі екологічні зміни і широке використання медично-географічного картографування дозволили поділити всю територію країни від­повідно до ризику зараження цими небезпечними інфекціями. З урахуванням перспективи народногосподарської діяльності ви­значено території, де можуть створитися умови для формування нових природних осередків туляремії та лептоспірозу.

Отже, інтенсивний розвиток промисловості, сільського госпо­дарства, транспорту, збільшення чисельності населення, урбаніза- ційні процеси негативно впливають на навколишнє середовище. Філософська думка доводить, що життя — це спосіб існування біл­кових тіл, суттєвим моментом якого є постійний обмін речовин з навколишньою природою. З припиненням цього обміну речовин припиняється і життя. Тому чинники навколишнього середовища є безумовними, вони сприяють життю або пригнічують його у різ­них видів організмів, у тому числі й бактерій. Останні, як уже відзначалося, більш пластичні у пристосуванні до змін навко­лишнього середовища. Зміна властивостей збудника впливає як на епідемічний, так і на інфекційний процеси.

Стосовно проблеми боротьби з інфекційними хворобами можна констатувати, що у нашій країні деякі інфекції ліквідовані, інші зустрічаються як поодинокі випадки. Тим часом різко збільшила­ся захворюваність, етіологічно пов’язана з умовно патогенними

бактеріями та вірусами, виникли і набули масового поширення нойі інфекції. Вони зумовлюють імунодефіцит населення, на фоні якого розвиваються важкі захворювання. Зрештою, загальна кіль­кість інфекційних хвороб не зменшилась. Таку закономірність МОЖІїа зрозуміти при розгляді її З екологічних концепцій. Z

Л. В. Громашевський стверджував, що кожній соціальній фор­мації притаманний певний епідемічний процес. Тут необхідно врахувати, з одного боку, що життя людини неможливе без бакте­рій. З іншого боку, для кожного соціального устрою характерні свої побут, культура, харчування, умови життя тощо, які суттєво змінюють взаємини між мікро- і макроорганізмами. Тому й не дивно, що в наш час інфекційний процес змінюється від важкого до абортивного і навіть з інапарантним перебігом.

Інтенсифікація міграції населення створює небезпеку вивозу збудників за межі природних осередків, існування яких обумовле­не певним географічним середовищем з його рослинним і тварин­ним світом. Попадання збудника у нові умови біотопу може при­звести до суттєвих змін в епідемічному процесі. Урбанізаційпі процеси, будівництво величезних тваринницьких та птахоферм спричиняється до значного викиду в навколишні грунти і водойми­ща збудників інфекцій, що також змінює характер епідемічного процесу. З подібними явищами ми зустрічаємося постійно. Тому сьогоденна діяльність епідеміолога вимагає зіставляти плани на­родногосподарської діяльності з екологічними особливостями кон­кретної території і на підставі цього проводити екологічну експер­тизу різних проектів, а також робити екологічний та епідеміоло­гічний прогнози з урахуванням компенсаторних властивостей те­риторій.