научно-исследовательский и технологический центр
Медицина
Программа НИР научного направления «Тропическая медицина» ориентирована на решение новых актуальных фундаментальных и прикладных проблем в области тропической экотоксикологии, тропической инфектологии и экологии человека. В подготовке этой программы и ее выполнении принимали участие представители Участников Тропического центра, более 60-ти высоко квалифицированных специалистов из 16 научных учреждений России; более 30 постоянно работающих в Тропическом центре вьетнамских специалистов и более 100 привлекаемых к сотрудничеству вьетнамских специалистов из 17 различных учреждений и организаций Вьетнама.
Проблема «Последствия химической войны армии США во Вьетнаме» оказалась для Тропического центра знаковой. Именно эти трагические события стали определяющими интересов Сторон Межправительственного соглашения по Тропическому центру при его формировании. И это вполне объяснимо как традиционными дружескими отношениями СССР и России с Вьетнамом, так и насущными интересами науки - получить всесторонние знания об императивах нового явления, возникновение которого связано с целенаправленными действиями армии США (1961–1975 гг.) по разрушению живой природы юга Вьетнама диоксинсодержащим гербицидом с условным названием «Оранжевый агент» (ОА). По оценкам экспертов эти события следует рассматривать как своего рода уникальный опыт по уничтожению экологических систем специальными химическими средствами ведения войны (экоцид), который привел к практически одномоментному крупномасштабному разрушению экосистем, изменению условий жизни и токсическим поражениям миллионов людей. Новые обстоятельства потребовали разработки научно обоснованных рекомендаций по выявлению, характеристике, профилактике и предупреждению последствий подобных катастроф. Кроме того, очевидно, что потребности в проведении натурных наблюдений за динамикой такого нового явления сами по себе являются вполне убедительными и достаточными аргументами для отнесения исследований по проблеме «Последствия химической войны армии США во Вьетнаме» к приоритетам современной науки.
Только последствиями экоцида проблему «Последствия химической войны армии США во Вьетнаме» ограничивать нельзя. Оказалось, что в ходе войны более 2 млн. обработанных ОА гектаров земель были загрязнены диоксинами. Из известных ядов, эти самые стойкие и токсичные, которые в то же время манифестны для особого класса загрязнителей ОС химической природы – стойких органических загрязнителей (СОЗ). К диоксинам относят 2,3,7,8 – ТХДД и ряд его менее активных, но более распространенных аналогов из семейств ПХДД, ПХДФ, ПХБ. Все эти химические вещества и их соединения обычно характеризуют как новые гормоноподобные экосистемные суперэкотоксиканты (СЭ). В представленных характеристиках СЭ наименее строгим являются тезис об их новизне. Еще предстоит установить исторический период в развитии человечества, когда люди начали контактировать с этими ядами, а их биологические системы получили возможность формировать специфические механизмы защиты.
Проведенные нами исследования предоставили новые факты и доказательства способности диоксинов накапливаться и сохраняться в биотических и абиотических компонентах природной среды; распространяться из очагов первичного загрязнения на значительные расстояния; мигрировать по пищевым цепям с эффектом биологического умножения; длительно, иногда на протяжении всего жизненного цикла циркулировать в организме человека и животных; проникать в организм всеми известными путями, включая трансплацентарный и с молоком матери; повышать чувствительность человека даже к условным патогенам; активизировать развитие многих онкологических и не онкологических (в том числе папилломы, СПИД, «птичий грипп») вирусных заболеваний; изменять биологическую активность многих опасных биопатогенов (вирусы, бактерии, простейшие организмы). В регионах применения ОА угрозы здоровью людей несут не только диоксины, которые входили в состав ОА, но и образовавшиеся из них диоксинсодержащие экотоксиканты (ДЭ). Этим понятием мы обозначаем образовавшиеся в ценозах их природными факторами, новые более растворимые в воде, чем 2,3,7,8 ТХДД, и биодоступные, но мало изученные формы диоксинов. Основным исходным субстратом ДЭ во Вьетнаме стали компоненты ОА.
Показано, что токсичность диоксинов и\или ДЭ во многом определяется особенностями комбинированных и сочетанных экспозиций ими человека в процессе онтогенеза, а также динамикой зональных изменений ОС. Реальным комбинациям и сочетаниям всех патогенных воздействий загрязненной и измененной ОА\диоксинами ОС мы дали название – «Экосистемный диоксинсодержащий экотоксикологический фактор» (ЭДЭФ). Определены перспективы исследований опасности экспозиции людей ЭДЭФ и поиска способов предупреждения медико-биологической патологии. Получены многочисленные свидетельства тому, что в ответ на экспозиции ЭДЭФ медико-биологическая патология может регистрироваться даже при относительно низких (ниже ПДК) уровнях загрязнения ОС диоксинами и\или ДЭ, зачастую с парадоксальными отношениями зависимостей «доза – ответ». Таким образом, эти исследования открыли перспективы для развития исследований принципиально нового поколения токсических веществ – экоцидных ядов, которые отравляют и природу и население.
Своей новизной и масштабами химическая катастрофа во Вьетнаме обратила внимание на уже состоявшиеся в прошлом, но оставшиеся без должного внимания со стороны научной общественности и государственных структур, многочисленные случаи загрязнения диоксинами и другими СОЗ ОС целых регионов практически во всех промышленно развитых государствах мира. Среди них Россия не стала счастливым исключением. Проведенные нами новые оценки опасности диоксинов и СОЗ еще раз подтвердили исключительную значимость знаний и опыта, которые мы получаем, работая во Вьетнаме. Только во Вьетнаме исследователи имеют возможность изучать экосистемную опасность ОА и\или диоксинов, а также ДЭ и\или ЭДЭФ (далее по тексту все эти понятия объединены термином диоксины) в условиях, которые можно соотнести с хорошо спланированным натурным экспериментом в грандиозных масштабах. Этому заключению есть вполне убедительные подтверждения в области развития наук. Если период интенсивного развития науки Радиобиология можно соотносить с последствиями применения атомного оружия в Хиросиме и Нагасаки, то наиболее благоприятные условия для развития науки Экотоксикология во многом обусловлены возможностями исследования последствий химической войны армии США во Вьетнаме.
Проведенные нами НИР дополнили и расширили понятия, термины и методологические приемы экотоксикологии, внесли существенный вклад в развитие не только экотоксикологии диоксинов, но и СОЗ в целом. На наш взгляд среди них наиболее значимыми являются заключения о том, что:
· Экотоксикология должна изучать токсические эффекты химических загрязнителей ОС не только у животных, но и у людей;
· в процессах формирования и разрешения токсических эффектов экспозиции диоксинами ОС выступает в качестве активного фактора. При этом, климато - географические и иные императивы конкретной ОС влияют на поведение токсических веществ в отдельных компонентах биоты; определяют фиксацию и деструкцию в природных системах и, как следствие этого, обуславливают уровни и особенности поступления диоксинов в живые организмы;
· опасности загрязнения ОС диоксинами для человека могут быть выявлены и всесторонне охарактеризованы только приемами и методами междисциплинарных исследований. Среди них, к наиболее значимым мы относим общую и аналитическую экотоксикологию; экологическую эпидемиодемиологию; экологию; профилактическую медицину и другие науки.
Проводимые нами медико-биологические исследования экспонированных диоксинами людей позволяют и в настоящее время получать новые характеристики отдаленных медицинских последствий в динамике реальной жизни поколений. Важно отметить, что общая численность жителей Вьетнама, которые продолжают экспонироваться диоксинами, со временем не уменьшается, а увеличивается. И эти особенности объяснимы. В ходе войны от прямого токсического действия ОА пострадало свыше 4 млн. человек. В последующий период рискам экспозиции диоксинами стали подвергаться все жители пострадавших от применения ОА регионов (по предварительным оценкам более 20 млн. человек). Рост (не уменьшение, как это обычно наблюдается в токсикологии) привнесенных войной опасностей определяется особенностями «экологической судьбы» и изменениями свойств диоксинов, неопределенно долгими последствиями экоцида, ростом численности населения на загрязненных территориях, последствиями индустриализации, отсутствием доступных мер предупреждения, профилактики и минимизации нарушений здоровья.
Наши исследования охватывают основные варианты последствий реальных экспозиции ветеранов войны с очевидными признаками прямого токсического поражения ОА, а также различных половозрастных когорт из загрязненных диоксинами и измененных ОА регионов Вьетнама, включая уже третье послевоенное поколение. Впервые, в процессе междисциплинарных, комплексных, сравнительных, проспективных и лонгитудиальных исследований хорошо дифференцируемых по уровням и условиям экспозиции диоксинами когорт населения даны характеристики многоуровневых изменений их здоровья и качества жизни в динамике жизненного цикла. Получены новые знания об опасностях, с которыми может сталкиваться человек после экоцидных химических катастроф, а также об ожидаемых медико-биологических последствиях его жизни на загрязненных диоксинами территориях.
Важным практическим результатом работ стало научно обоснованное заключение о возникновении во Вьетнаме новой социально-экономической проблемы - отдаленных медико-биологических последствий воздействия ОА и загрязненной диоксинами ОС (ОМП). К ОМП следует относить разнообразные взаимосвязанные потери здоровья и изменения гомеостаза, которые имеют достаточно эпидемиологических признаков причинной связи с показателями истории экспозиции в каждой конкретной ситуации. По сути, понятие ОМП является консолидированным эпидемиологическим отражением наиболее распространенных проявлений патологии, которая возникает в ответ на экспозицию индивидуумов диоксинами.
Многолетние исследования этиологии, патогенеза и особенностей ОМП позволили понять закономерности возникновения и формирования этих нарушений, изменений в организме человека и обосновать новое нозологическое понятие - диоксиновая патология. Диоксиновая патология – это совокупность патологических состояний – от достаточно специфических проявлений в виде поражений кожных покровов (хлоракне), не-Ходжкинской лимфомы, саркомы мягких тканей и др., до широкого спектра заболеваний различных органов и систем организма с достоверно установленной причинной связью с острыми или хроническими воздействиями диоксинов. Ее возникновение и особенности течения во многом определяются характеристиками экспозиции индивидуума; его гено– и фенотипической спецификой, включая детерминанты хемобиокинетики и токсикодинамики диоксинов, а также адаптационных реакций организма; продолжительностью периода развития эффектов; различными эффект–модифицирующими влияниями местных факторов антропогенной динамики ОС. Проведенная оценка медико-социальной значимости диоксиновой патологии показала, что экспонированные люди теряют до 1.5 лет благополучной жизни за каждые 10 прожитых ими лет. Впервые разработаны и апробированы современные схемы терапии диоксиновой патологии.
Анализ возможностей научных дисциплин (токсикология, гигиена и санитария, экология, эпидемиология, демография, терапия) показал методологическую несостоятельность успешного решения проблем предупреждения, профилактики, и минимизации социальных потерь от диоксиновой патологии традиционными приемами и методами исследований. Поэтому нами разработана и апробирована принципиально новая «Методология выявления, характеристики и идентификации диоксиновой патологии». Полученные нами научно-практические рекомендации открыли перспективы для поиска средств и способов защиты человека от СЭ; успешного решения социальных проблем, которые связаны с потерями здоровья и качества жизни населения после экспозиции диоксинами; развития государственных программ химической, экологической и биологической безопасности. Научными основами этих решений стали фундаментальные исследования системы «окружающая среда – суперэкотоксиканты - человек», которые обобщают и развивают новое междисциплинарное научное направление в токсикологии – Тропическая экотоксикология. Тропическая экотоксикология – научное направление на стыке экологии и токсикологии, которое призвано изучать закономерности взаимодействия суперэкотоксикантов с компонентами экосистем и людьми в тропических условиях в интересах экологии человека. Предметом ее исследования являются загрязненные диоксинами тропические экосистемы, а своеобразие заключается в междисциплинарной интеграции возможностей токсикологии, медицины, экологии, геохимии и других наук.
За двадцатилетний период развития НИР в Тропическом центре по настоящей программе не удалось разрешить всего многообразия проблем, которые внесла в жизнь населения изучаемая нами химическая катастрофа. Исследователям Тропического центра посчастливилось лишь начать изучение основных составляющих экосистемной опасности загрязненной диоксинами ОС для человека. Эти результаты позволяют выявлять людей с диоксиновой патологией и получать первичные характеристики ОМП; обосновывать перспективы развития новых научных направлений в области экотоксикологии диоксинов, СОЗ и даже экотоксикологии в целом. Вместе с тем, для последующего развития созданного нами научного задела необходимо продолжить исследования по мониторингу ОМП, усилив экосистемный подход к характеристике экспозиции; расширить и углубить исследования механизмов формирования и развития диоксиновой патологии, уделив особое внимание изучению ее проявлений в нисходящих послевоенных поколениях и, в частности, выявлению и диагностике эколого-генетических эффектов.
Программа НИР в области тропической инфектологии развивается Тропическим центром по решению Участников. Она ориентированна на поиск способов, средств, разработку методов ликвидации зоонозных и антропозоонозных инфекций.
Теория природных очагов трансмиссивных болезней Е. Н. Павловского (1939 г.) и, как ее яркий пример - теория природных очагов чумы, оказалась одним из очевидных достижений отечественной науки прошлого столетия. Она открыла перспективы и создала основы успешного решения проблем ликвидации и профилактики особо опасных заболеваний. Однако взгляды отечественной науки того времени имели ряд существенных ограничений. В частности, они опирались на факты, которые были собраны в основном на территории СССР, в то время как антропогенных очагов чумы на обследованных территориях просто нет. Безусловно, исследователи знали о том, что в Африке, Новом Свете и иных регионах с тропическим климатом есть отличные по зоолого-паразитологической структуре очаги чумы. Их функционирование не в полной мере вписывалось в систему сформированных взглядов в области природной очаговости этой инфекции. Именно поэтому такие очаги чумы чаще рассматривали как недолговечные, даже эфемерные разновидности природных очагов. При этом декларировалось, что источниками эпидемии они могли становиться лишь после новых заносов микроба в популяции синантропных крыс из природного очага. С 1989г. наши специалисты получили возможность восполнить имеющийся недостаток фактов и знаний, всесторонне изучать особенности чумы во Вьетнаме – модели антропогенного очага.
Многолетние зоолого-паразитологические, эпидемиологические и микробиологические исследования во Вьетнаме позволили собрать данные для понимания эпидемиологических закономерностей возникновения, структуры и особенностей функционирования антропогенных очагов. Оказалось, что муссонная влажность в тропиках является благоприятной для поддержания высокой популяционной численности грызунов и крайне неблагоприятной для популяционной численности блох - переносчиков инфекции. Объяснения этим неожиданным наблюдениям найдены при изучении экологии грызунов. Оказалось, что высокая влажность грунта и, соответственно, влажность гнездовой выстилки в их норах создают благоприятные условия для жизни различных гетеротрофов (бактерии, плесень, грибы), которые подавляют рост численности блох в предимагинальной их стадии (яйца, личинки). При таких соотношениях популяционных численностей грызунов и блох эпизоотическая система не может сохранять устойчивую трансмиссию возбудителя. Именно поэтому природно-климатическая специфика тропиков оказалась абсолютным препятствием для формирования природных очагов в популяциях многочисленных эндемичных для тропиков дикоживущих грызунов. В населенных пунктах система грызун-блоха оказалась принципиально иной. Во-первых, в ней популяционная численность паразитирующих на грызунах блох стала сравнимой с численностью блох в природных очагах. Безусловно, в таких соотношениях система может сохранять устойчивую трансмиссию возбудителя. Во-вторых, облигатные компоненты этой системы, названной нами антропогенными очагами, носят исключительно завозной характер, а хозяева инфекции представлены не дикоживущими, а синантропными грызунами. Известно, что грызуны проникли во Вьетнам из северо-восточного Китая, Гималаев, Индостана, островов Зондского Шельфа. Единственный переносчик чумы который мы встретили во Вьетнаме – блоха Xenopsylla xheopis завезена из африканской Сахели; а возбудитель чумы был завезен во Вьетнам вместе с популяцией индийской песчанки. Эта комбинация не случайна и объяснима знаниями сценария мирового распространения чумы.
Возбудитель чумы возник сравнительно недавно в Центральной Азии (Тува, Монголия) из псевдотуберкулезного микроба Yersinia pseudotuberculosis 0:1b. В период всемирного похолодания он с мигрирующими грызунами достиг а) Индостана – регион обитания индийской песчанки; б) Тибетского нагорья - местообитание гималайского сурка; в) высокогорьях Юннаня - местообитание темнобрюхой полевки. Далее на юг начинаются регионы влажных тропиков, куда естественным путем возбудитель распространиться не мог. Однако к распространению этой инфекции подключился человек. Причем не столько как биологический вид, который вмешивается в эту систему как тупиковый элемент, а как социум, который изменяет ОС. Земледелие на территориях первичных очагов сопровождалось синантропизацией черной крысы. Последние тесно контактировали с индийскими песчанками и через блох с её облигатным паразитом - возбудителем чумы «крысиного подвида». Так возбудитель перешел от индийской песчанки к черной крысе. Иной сценарий связан с охотой человека на сурков. От них возбудитель перешел к человеку, а в последствии и к черной крысе. Таким образом, компонентами эпизоотической системы, а именно хозяином возбудителя, стали синантропные грызуны. С ними, морским путем чума попала в тропики. По нашим оценкам во Вьетнам чума была завезены флотом в конце 18 начале 19 веков.
Мы считаем, что по настоящий день не может быть оснований для успокоенности относительно чумы. Материалы исследований антропогенных очагов чумы во Вьетнаме, Африке (ЮАР, Карру) и Новом Свете (США, Сан-Франциско), допускают обратную дивергенцию антропогенных очагов в дикую природу и возможность возникновения вторичных природных очагов. Эти события возможны в благоприятных для развития переносчиков инфекции экосистемах, где плотные популяции синантропных крыс контактируют с плотными популяциями диких норовых животных, например сусликов и песчанок. На начальных этапах формирования вторичные природные очаги будет отличать отсутствие гомеостаза в системе «норовое животное – переносчик - возбудитель». Эти противоречия между возбудителем и его будущим хозяином могут иметь большую практическую значимость. Так, факты регулярного массового вымирания норовых грызунов обязывают соответствующие службы исключать возможности распространения чумы. На последующих исторических этапах эволюции новой эпизоотической системы следует ожидать постепенной адаптации микроба к новым хозяевам, которая должна привести если не к мутациям, то к значительному снижению его вирулентности для хозяина.
Опыт наших исследований стал примером значимости междисциплинарной кооперации. Актуальность этого заключения для последующего развития медицины подчеркивают события последних лет. С чувством ответственности наука вынуждена констатировать фактически всплеск явления гостальной трансформации возбудителей и появление у людей инфекционных заболеваний, которые ранее регистрировались лишь у животных. Поэтому в качестве новой тематики в План НИР Тропического центра уже включена тема «Исследования экологических и молекулярно-генетических механизмов гостальной трансформации возбудителей проблемных зоонозов и антропонозов - на примере птичьего гриппа». Основой темы стала ведущая парадигма современной паразитологии - коэволюции паразита и хозяина в сторону мутуализма со сглаживанием межвидовых противоречий. При этом динамика сглаживания этих противоречий ожидается через этап нарастания межвидового конфликта.
Второе направление развития исследований в области инфектологии мы ориентируем на сбор данных о динамике макроэволюции и эволюции паразитарной системы чумы. Эти знания позволят нам ближе подойти к пониманию закономерностей формирования механизмов иммунитета, откроют перспективы для решения некоторых фундаментальных проблем эволюции вирулентности и патогенности возбудителей в целом.
НИР по проблеме «Экология человека» развивается Тропическим центром по решению Участников. Они предусматривают разработку приемов и методов адаптации российских специалистов к тропикам, а также создание условий для подготовки научных рекомендаций в области продления сроков профессионального долголетия и здоровья вьетнамских летчиков, которые эксплуатируют летательные аппараты российского производства. Так сложилось, что знания отечественной медицины в области адаптации к экстремальным природно-климатическим условиям ОС важно было дополнить опытом и традициями по предупреждению опасностей, с которыми могут сталкиваться жители средней полосы в тропиках Вьетнама. Установлено, что сам факт попадания человека в тропики инициирует синдром психоэмоционального напряжения и связанные с ним системные вегетативные изменения гомеостаза. Это состояние характеризуется необоснованными чувствами тревоги и дискомфорта, нарушениями сна, системными изменениями реактивности не только на экстремальные, но и на обычные раздражители, а так же комплексом висцеральных реакций, например легализацией скрытных или купированных форм политропных соматических нарушений. Чаще всего диагностируются симпатикотонические реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, вазодилятация сосудов кожи с увеличением кожного кровотока, нарушения теплообмена. Исследована динамика и особенности адаптации людей при различных режимах труда и отдыха с учетом различий между индивидуумами в конституции, возрасте, половой принадлежности, режимах питания и других обстоятельствах. Специальное внимание уделено анализу правил организации жизни в случаях неблагополучной эпидемиологической обстановки.
Полученный опыт реализован рекомендациями и правилами по сохранению здоровья. Польза от них оказалась очевидной. Так, наши научно-практические решения позволяют предупреждать негативные последствия даже в период долговременных автономных экспедиций в труднодоступные регионы джунглей.
Исследования профессионального долголетия и здоровья вьетнамских летчиков призваны поддержать программы Российско-Вьетнамского торгово-экономического сотрудничества. Одновременно с этим, они помогают нам решать актуальные проблемы в области физиологии военного труда. За прошедшие годы мы смогли выявить и охарактеризовать особенности динамики здоровья летного состава при эксплуатации самолетов семейства СУ; установить возрастные критерии, после которых наступает резкое снижение профессионального долголетия и здоровья летчиков; развивать работы по изучению комбинированных воздействий экстремальных факторов ОС. Например факторов, отягощающих влияние экспозиции диоксинами на профессиональное долголетие и здоровье различных категорий летного состава.
Таким образом в рамках Российско – Вьетнамского сотрудничества по Тропическому центру получены важные знания и опыт, которые открыли перспективы для решения актуальных социально-экономических проблем, обеспечения безопасности. Эти знания реализованы методологическими разработками, предложениями в области предупреждения, профилактики и лечения людей. Для участия в социальных программах России и Вьетнама предложены и реализуются самостоятельные Проекты. Результаты исследований обобщены в монографиях, научных статьях и сообщениях. Они неоднократно представлялись в РАН и РАМН, обсуждались на национальных и международных съездах и симпозиумах. Материалы исследований стали основой для защиты диссертаций на соискание ученой степени доктора наук и диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук.
