ГЛАВА 5 О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИКЛИЧНОСТИ И СЕЗОННОСТИ В ЭПИДЕМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
Цикличность - один из основополагающих принципов развития мира. Это явление присуще космическим процессам, физико-химическим, общественным. Оно находит свое отражение в растениеводстве, изменениях климата, искусстве и т.д.
Цикличность присуща живым и неживым природным объектам и является всеобщей природной закономерностью [1]. В области биологии еще в 1905 г. С.С. Четвериков показал, что популяции организмов флюктуируют во времени. При этом характер, размах, диапазон, а главное - причины колебаний их численности могут быть различными [2]. Многие из ритмов так или иначе связаны с воздействием космических сил, в частности лунно-солнечных приливов и вариаций солнечной активности. Об их влиянии замечательно написал в своих трудах основоположник космического естествознания А.Л. Чижевский [3]: «За огромный промежуток времени воздействия космических сил на Землю утвердились определенные циклы явлений, правильно и периодически повторяющиеся как в пространстве, так и во времени. Начиная с круговорота атмосферы, углекислоты, океанов, суточной, годовой и многолетней периодичности в физико-химической жизни Земли и кончая сопутствующими этим процессам изменениями в органическом мире, мы всюду находим циклические процессы, являющиеся результатом воздействия космических сил. ... В этом бесконечном числе разной величины подъемов и падений сказываются биение общемирового пульса, великая динамика природы, различные части которой созвучно резонируют одна с другой». Влияние космо-теллурических явлений на паразитарную систему - биологическую основу эпидемического процесса (ЭП) - отмечено и в трудах современных исследователей [4-6]. Тем не менее причины цикличности, видимо, различны. Применительно к динамике инфекционной заболеваемости ученые выделяют возможное на нее влияние как внешних (космо-теллурических), так и внутренних причин, определяющих саморегуляцию паразитарных систем [7]. 122
Однако современные данные многолетнего эпидемиологического мониторинга за большинством инфекций пока не позволяют достоверно судить о влиянии космо-теллурических явлений на динамику ЭП [8]. Кроме того, существенным возражением, по нашему мнению, служит и то обстоятельство, что эти явления, в частности солнечная активность, одновременно воздействуют на паразитарную систему самых разных инфекций, однако цикличность при различных нозоформах, как правило, не совпадает.
Наиболее обстоятельные и глубокие исследования по изучениюдинамики ЭП проведены В.Н. Ягодинским [9]. По его мнению, «Динамика ЭП - многодоминантная система, изменения которой определяются взаимодействием социальных и природных условий в приложении к его биологическим звеньям - состоянию макроорганизма, возбудителя и интенсивности механизма передачи». В частности, им выявлено единство структуры цикличности при заболеваниях с различным механизмом передачи возбудителя, свидетельствующей о единой причине их возникновения. Многолетние циклы ЭП образуются обычно за счет изменений продолжительности и амплитуды сезонных подъемов, и поэтому многолетняя цикличность во многом оказывается следствием сезонности заболеваний. Таким образом, подъем заболеваемости в многолетней динамике отражает активность факторов, влияющих на сезонность той или иной инфекции. Однако роль отдельных факторов до сих пор не ясна.
В этой связи на модели изучаемых нами [10] респираторных стрептококковых инфекций (скарлатина, ангина) проведена дифференциальная эпидемиологическая диагностика факторов, которые, по данным разных исследователей, потенциально способны влиять на формирование сезонного подъема. В частности, некоторые авторы считают, что решающее значение в формировании сезонных подъемов заболеваемости имеют климато-географические факторы [11]. Однако несмотря на существенные различия климатических и других природных условий, годовая динамика заболеваемости респираторной стрептококковой инфекции (РСИ) в разных регионах весьма похожа, с типичным весенним и осенне-зимним подъемами [12].
Поэтому, опровергая это предположение, другие авторы [13] утверждают, что главная причина - в «перемешивании» 123коллективов. Так, в относительно изолированном коллективе двукратное в течение года обновление значительного числа учащихся по времени совпадало с максимумом заболеваемости.
Вместе с тем проводимые нами исследования во Всероссийском детском оздоровительном центре «Океан» (в котором коллектив практически полностью обновляется при каждом новом заезде, куда приезжают дети из различных регионов нашей страны и из-за рубежа), показали, что годовая динамика заболеваемости и ангиной, и скарлатиной имела характерную двухволновую конфигурацию, отражающую рост заболеваемости в весенний и осенний периоды. Важно подчеркнуть, что она была близка к годовой динамике заболеваемости РСИ в другом детском оздоровительном центре аналогичного типа «Орленок», расположенном на юге страны [14].
Как свидетельствуют и другие авторы [15], в коллективах, в которых в течение года состав равномерно обновлялся, заболеваемость ангиной в осенне-зимний период была самой высокой.
Следует заметить, что в качестве примера действия фактора «перемешивания» как причины сезонного подъема заболеваемости рассматривается и начало занятий в школах страны в осенний и зимний периоды года [16]. Однако, оценивая годовую динамику заболеваемости скарлатиной за несколько лет среди детского населения г. Владивостока, мы (как, впрочем, и другие авторы [9, 17]) нередко регистрировали ее сезонное нарастание в августе, т.е. задолго до формирования школьных коллективов. Кроме того, и сезонные подъемы других воздушно-капельных инфекций могут приходиться на летний период года [9]. Более того, по данным В.Н. Ягодинского [9], в допрививочный период, каков бы ни был сезонный подъем заболеваемости корью, он прекращался к сентябрю, что позволило автору говорить не только о провоцирующих, но и тормозящих факторах сезонности. Кстати, на это указывал еще К. Сталибрасс [18]: «В Ливерпуле способность к распространению скарлатины и дифтерии начинает нарастать в июне и июле, т.е.
когда начальные школы закрыты, продолжает подниматься в течение августа и начинает падать задолго до зимних школьных каникул. Не удается установить никакой связи между быстрым нарастанием способности их к распространению и школьными занятиями или каникулами» и далее «...летом и ранней осенью 124
мы имеем какое-то глубокое влияние, действующее подавляющим образом на корь и грипп». Подобные сомнения звучат и в работе Г.И. Гришановой [19], которая считает, что «...подъем заболеваемости воздушно-капельными инфекциями среди детей из детских учреждений в зимне-весенний период, когда не происходит никаких изменений в жизни коллективов, нельзя объяснить влиянием форм общения людей по сезонам года. С этим социальным фактором « - продолжает автор, - «нельзя связать зимне-весеннее увеличение заболеваемости среди детей, воспитываемых в домашних условиях». По-мнению А.А. Дегтярева [20] социальные факторы вообще не могут обеспечить периодичность в развитии эпидемического процесса, а важнейшее значение имеет изменение биологических свойств возбудителя.
Некоторые исследователи склонны считать, что определенное влияние на динамику инфекционной заболеваемости населения оказывают биоритмические колебания не только биологической активности возбудителя, но и естественной резистентности и иммунологической реактивности организма в различные сезоны года [5, 21]. В частности, изменения естественной резистентности организма в зависимости от сезонов года изучали многие исследователи [5, 22, 23].Однако влияние этих изменений на степень восприимчивости популяции населения не бесспорно. Во-первых, подъем заболеваемости у ряда воздушно-капельных инфекций приходится на осень. В этот период, по справедливому замечанию Ю.Г. Иванникова с соавт. [24] , состояние иммунитета после летнего отдыха людей и максимального потребления витаминов достаточно высоко. Во-вторых, в образовавшуюся нишу при снижении степени восприимчивости населения должны были устремляться не только воздушно-капельные, но и прочие инфекции.
Поэтому, даже при различиях в инкубационных периодах, возможностей реализации механизма передачи тех или иных инфекционных агентов, сезонность при многих инфекционных заболеваниях была бы однотипной.Как показали исследования Г.И. Гришановой [19], в различные сезоны года в детских коллективах условия для распространения инфекции при ее заносе неравноценны. Так, при скарлатине они наиболее благоприятны для инфекта в осенне-зимний и весен- 125
ний периоды. По данным С.Л. Колпакова с соавт. [25], в условиях частичного обновления крупного детского коллектива, при заносе эпидемического варианта возбудителя респираторного стрепто- коккоза или его непосредственном формировании в этом коллективе, только в соответствующий сезонный период создаются условия для возникновения вспышечной заболеваемости. По-мнению авторов, это свидетельствует о различии свойств циркулирующих клонов возбудителя. Проводимые нами исследования по изучению динамики заболеваемости ангинами моряков и рыбаков в ходе длительного рейса показали, что при действии любых факторов на формирование внутрирейсовых подъемов заболеваемости она приобретала характер вспышки, как правило, только при совпадении со стимулирующим действием сезонного фактора. К тому же годовая динамика заболеваемости РСИ моряков в рейсе и на берегу была довольно похожей, отличаясь лишь интенсивностью весеннего и осеннего подъемов (рис. 5.1).
Рис. 5.1.Типовые кривые годовой динамики заболеваемости ангиной плавсостава в рейсе (1), на берегу (2)и взрослого населения Владивостока (3) (по средним данным за 1987-1991 гг.)
Таким образом, видимо, на протяжении определенного временного периода изменяется биологическая активность возбудителя. Однако неясно, чем обусловлено существенное превышение продолжительности и амплитуды сезонных подъемов в определенные временные периоды, приводящие к формированию цикличности в многолетней динамике.
Являются ли эти изменения результатом внешних или внутренних регуляторных влияний [26], в частности следствием реализации генетического кода популяции микроорганизмов. Между тем такое поведение микроорганизмов вполне закономерно. Известно, что ни одна из фаз эпидемического процесса не дает возбудителю возможность сохраняться как виду [13]. Их чередование, постоянная смена одного вида возбудителя другим позволяют адаптироваться, проявить патогенность и существовать каждому из них, поскольку микроорганизмам необходимо экономно использовать человеческую популяцию [27, 28]. По справедливому замечанию Г. П. Надарая [17] , «...есть всеобщая согласованная закономерность совместного распространения инфекций, и она - атрибут их далекого эволюционного прошлого.» Следовательно, можно думать, что у какого возбудителя, когда и на какое время должна измениться биологическая активность и соответственно увеличиться численность популяции, проявляющаяся в ЭП цикличностью, - есть результат «договоренности» между микроорганизмами !? В частности, Е.И Болотин [29] считает, что «.антропонозные инфекции по существу формируют антропоэкологические системы, центральным элементом которых выступает человек. Эти системы являются чрезвычайно сложными, разнообразными и самоорганизующимися комплексами, для которых свойственны процессы адаптации. Их размеры изменяются в широком диапазоне - от индивидуальной микросистемы, образуемой отдельным человеком, до глобальной макросистемы, включающей все население Земли. При этом все сферы существования микроорганизмов имеют коммуникационные связи, в том числе и обеспечивающие движение между ними генетической информации». Созвучно этому и мнение В.Д Белякова с соавт. [13], считающих, что «.движение информации как в вертикальном, так и горизонтальном направлении за счет закрепления программ изменчивости индуцированных реакций и переноса генов позво- 127ляет популяции микроорганизмов выступать как интегрированное целое, аналогично гигантскому многоклеточному организму».
Нами показано возможное влияние на указанные процессы складывающихся в биоценозе интеграционно-конкурентных взаимоотношений (межвидовых и внутривидовых), что и обусловливает саморегуляцию микроорганизмов в рамках тех или иных биоценозов (антропоэкологических систем) [30, 31]. В настоящее время факт наличия информационной связи между микроорганизмами сомнений не вызывает [32]. Однако неясно, каковы пространственные границы этих связей. Вполне доказана такая возможность на уровне отдельного макроорганизма. А насколько и каким образом осуществляются и осуществляются ли связи на локальном, региональном и, тем более, глобальном уровне ЭП? Пока об этом можно говорить только гипотетически. Впрочем, ученые из Массачусетского технологического института (США) пишут, что в «глобальном мире» уже давно живут бактерии, а обмен генами между ними можно сравнить со всемирной сетью, внутри которой постоянно циркулирует важная генетическая информация [33]. Вероятность таких связей на глобальном уровне ЭП прослеживается при оценке цикличности при отдельных инфекциях, когда практически одновременно («как по мановению дирижерской палочки» [34]) происходит активизация ЭП и подъем заболеваемости теми или иными инфекциями на разных и далеко друг от друга отстоящих территориях [9, 10, 29]. В частности, проведенный нами анализ многолетней динамики заболеваемости РСИ моряков, выявленной в ходе длительных рейсов в различных районах Мирового океана и на берегу, показал, что линии ее многолетней тенденции оказались практически синхронными (рис. 5.2).
В этой связи весьма логичным представляется определение эпидемиологии, данное В.И. Власовым [35]: «Эпидемиология - наука о законах совместного движения биологически заразной живой материи, энергии, информации в пространстве, времени, населении, осуществляемого по единым организационным схемам ее воспроизводства с целью сохранения в природе паразитических видов живого вещества во всем многообразии его форм и функций».
Рис. 5.2.Многолетняя динамика заболеваемости ангиной моряков в рейсе и на берегу: 1- фактические данные на берегу;
2- фактические данные в рейсе; 3- полиномиальная (фактические данные на берегу); 4- полиномиальная (фактические данные в рейсе)
Суммируя все вышеизложенное, можно думать, что более выраженные подъемы заболеваемости, формирующие цикличность и реализующиеся вследствие изменения биологической активности возбудителя, возникают при получении им сигнала о возможности такой реализации (образно говоря, сытые приглашают голодных к трапезе). В этом плане интересные данные представлены Н.И. Лаптевой [36]. В своей работе она проследила динамику заболеваемости всеми вирусными гепатитами на территории Республики Саха (Якутия) с 1953 г. по наши дни и показала, что до 1989 г. доминировала заболеваемость гепатитом А. При этом с 1979 г. без видимых причин началось ее снижение и в конце 80-х, на минимуме заболеваемости гепатитом А, начался рост заболеваемости гепатитом В.
Таким образом, приведенные материалы позволяют нам согласиться с точкой зрения В.Д. Белякова с соавт. [37]: «Не будет вульгаризацией считать, что микроорганизмы, живущие в человеческих коллективах, сами создали себе сезонные и циклические колебания инфицированности». Развивая мысль авторов можно думать, что микроорганизмы сформировали своего рода некую периодическую систему, в соответствии с которой каждый вид и реализует свой эпидемический потенциал. Все это обусловлено «. . . эволюционной мудростью природы, способствующей наиболее рациональному использованию иммунного потенциала населения с целью сохранения как непосредственно хозяина, так и паразита» [17].
Библиографический список
1. Яковец Ю.В., Гамбурцев А.Г. Цикличность как всеобщее свойство природы // Вестн. РАН. - 1996. - Т. 66, № 8.
- С. 729-735.
2. Четвериков С.С. Волны жизни (из лепидепторологиче- ских наблюдений 1903 г.) // Дневник зав. отделом Императ, о-ва любителей естеств. этнограф. - СПб. 1905. - № 3, вып. 6.
3. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. - М.: Мысль, 1973. - 376 с.
4. Васильев Н.В., Богинич Л.Ф. Влияние магнитных полей на процессы инфекции и иммунитета. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1973. - 168 с.
5. Кострюкова Н.К., Карпин В.А., Гудков А.Б. Влияние гелиогеофизических факторов на инфекционный процесс // Сиб. мед. журнал. - 2004. - № 8. - С. 5-8.
6. Чернощеков К.А., Лепехин А.В., Чернощеков М.А. Новый метод эпидемиологической диагностики. Прикладное значение закона Н.В. Вавилова в эпидемиологии и инфектологии // Узловые вопросы борьбы с инфекцией. - СПб, 2004. - С. 273-274.
7. Беляков В.Д., Яфаев Р.Х. Эпидемиология: учебник.
- М.: Медицина, 1989. - 416 с.
8. Зуева Л.П., Яфаев Р.Х. Эпидемиология: учебник. - СПб: Фолиант, 2006. - 752 с.
9. Ягодинский В.Н. Динамика эпидемического процесса.
- М.: Медицина, 1977. - 240 с.
10. Яковлев А.А. Теоретические и прикладные аспекты морской эпидемиологии: автореф. дис. . д-ра мед. наук. - Омск, 1997. - 46 с.
11. Койранский Б.Б. Охлаждение, переохлаждение и их профилактика. - Л.: Медицина, 1966. - 168 с.
12. Беляков В.Д., Ходырев А.П., Тотолян А.А. Стрептококковая инфекция. - Л.: Медицина, 1978. - 294 с.
13. Беляков В.Д., Голубев Д.Б., Каминский Г.Д. и др. Саморегуляция паразитарных систем. - М.: Медицина, 1987. - 240 с.
14. Брико Н.И. Закономерности эпидемического процесса респираторной стрептококковой инфекции и система эпидемиологического надзора: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - М., 1995. - 46 с.
15. Агафонов В.И. Стрептококковые инфекции и их значение в общей структуре заболеваемости // Лечение и профилактика стрептококковых инфекций у взрослых. - Л., 1976. - С. 5-6.
16. Колпаков С.Л. Внешняя регуляция эпидемического процесса респираторной стрептококковой инфекции // Инфекционная патология в Приморском крае. - Владивосток, 1994. - С. 55-57.
17. Надарая Г.П. Проблема одновременного распространения различных инфекций (интеграционная эпидемиология).
- Тбилиси: Сабгота Сакартавело, 1980. - 274 с.
18. Сталлибрасс К. Основы эпидемиологии. - М.; Л.: Биомедгиз, 1936. - 592 с.
19. Гришанова Г.И. Некоторые вопросы динамики эпидемического процесса инфекций с воздушно-капельным механизмом передачи // Механизм передачи возбудителей инфекционных заболеваний. - Л., 1982. - С. 57-62.
20. Дегтярев А.А. Основы эпидемиологического анализа: учеб. пособие / под ред. В.Д. Белякова. - Л.: Изд-во ВМА им. С.М. Кирова, 1982. - 256 с.
21. Эберт Л.Я. О ритмических изменениях факторов естественного иммунитета // Факторы естественного иммунитета
при различных физиологических и патологических состояниях.
- Челябинск, 1976. - С. 28-29.
22. Мотавкина Н.С. Морская иммунология // Современные проблемы морской медицины / под ред. Ю.В. Каминского, Л.М. Мацеевич, А.А. Яковлева. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1991.- С. 91-123.
23. Савилов Е.Д., Астафьев В.А., Мамонтова Л.М. Володин Ю.Ф. Эпидемиологические особенности дизентерии в Восточной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1994. - 150 с.
24. Иванников Ю.Г., Исмагулов А.Г. Эпидемиология гриппа. - Алма-Ата: Казахстан, 1983. - 204 с.
25. Колпаков С.Л., Каминский Г.Д. Динамика заболеваемости респираторной стрептококковой инфекции в часто обновляемом коллективе // Журн. микробиол. - 1993. - № 6. - С. 42-46.
26. Ряпис Л.Б. Клональность, фазовая изменчивость бактериальных видов и их связи с проявлениями эпидемического процесса // Журн. микробиол. - 1995. - № 1 - С. 109-111.
27. Жданов В.М. Эволюция вирусов. - М.: Медицина, 1990.
- 373 с.
28. Сопрунов Ф.Ф. Молекулярные основы паразитизма.
- М.: Медицина, 1986. - 173 с.
29. Болотин Е.И., Федорова С.Ю. Пространственно-временная организация инфекционной заболеваемости населения юга российского Дальнего Востока. - Владивосток: Дальнаука, 2008. - 224 с.
30. Яковлев А.А. Концепция интеграционно-конкурентного развития эпидемического процесса // Тихоокеан. мед. журн.
- 2006. - № 3. - С. 10-15.
31. Яковлев А.А. Экологическое направление в эпидемиологии // Эпидемиол. и инфекц. бол. - 2011. - № 3. - С. 33-37.
32. Гинцбург А.Л., Ильина Т.О., Романова Ю.М.«QUORUM SENSING» или социальное поведение бактерий // Журн. микробиол. - 2003.- № 5. - С. 86-93.
33. Smillie C.S., Smith M.B., Friedman J. et al. Ecology drives a global network of gene exchange connecting the human microbiome // Nature. - 2011. - № 480. - Р. 241-244.
34. Черкасский Б.Л. Глобальная эпидемиология. - М.: Практ. медицина, 2008. - 467 с.
35. Власов В.И. Истоки и будущее древней науки // Актуальные проблемы эпидемиологии на современном этапе. - М.: Изд-во Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, 2011. - С. 83-84.
36. Лаптева Н.И. Интеграционная эпидемиология инфекций с гемоконтактным механизмом передачи (ВИЧ, гепатиты В и С) в Республике Саха (Якутия): дис... канд. мед. наук. - Владивосток, 2013. - 173 с.
37. Беляков В.Д., Каминский Г.М. Структура популяций возбудителя инфекционных болезней и механизм развития эпидемического процесса // Журнал. микробиол. - 1993. - № 1. - С. 40-45.
Еще по теме ГЛАВА 5 О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИКЛИЧНОСТИ И СЕЗОННОСТИ В ЭПИДЕМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ:
- ГЛАВА 12. ТОГАВИРУСЫ
- Эпидемиологические методы исследования
- ОГЛАВЛЕНИЕ
- ГЛАВА 5 О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИКЛИЧНОСТИ И СЕЗОННОСТИ В ЭПИДЕМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
- ГЛАВА 8 ЭВОЛЮЦИЯ ИДЕЙ АКАДЕМИКА В.Д. БЕЛЯКОВА О САМОРЕГУЛЯЦИИ ПАРАЗИТАРНЫХ СИСТЕМ В КОНЦЕПЦИИ ИНТЕГРАЦИОННО-КОНКУРЕНТНОГО РАЗВИТИЯ ЭПИДЕМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА