Эволюционный биолог и редактор журнала Nature Генри Джи не считает перенаселение реальной опасностью для человечества. В своей книге «Очень короткая история жизни на Земле» (A (Very) Short History of Life on Earth) он предрекает мировой коллапс из-за других причин: разрушения сфер обитания, низкой наследственной изменчивости и ослабления фертильности. Джи убежден, что Homo sapiens уже обречен, и признаки этого видны всем, кто готов их замечать. Вопрос только в том, насколько быстро это произойдет, полагает ученый.
«Я подозреваю, что человечеству суждено не просто сократиться, но исчезнуть — и скоро, — предрек Джи. — Перефразируя [певца и композитора Тома] Лерера, если мы собираемся писать о вымирании человека, следует начинать писать сейчас».
По всей видимости, саммит в Глазго закрыл «зеленую» тематику. Возврата к ней в том виде, в котором она была, уже не будет. По данным исследовательской группы Climate Action Tracker (CAT) решения, принятые на конференции, недостаточно эффективны. Энергетический переход на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) привел к энергетическому кризису и к проблеме покрытия естественных потребностей людей.
При решении экологических проблем начинает существенную роль играть «коромысло Легасова».
Академик В.А. Легасов в своей концепции безопасности «Дамоклов меч» писал:
«Общество может улучшать качество жизни за счет снижения безопасности всех или некоторых его членов. Возможно и обратное: внедрение дорогостоящих систем безопасности может быть разорительным для общества, и оно отказывается от развития социально-экономической системы: медицины, образования, услуг, при этом возрастает риск, связанный с недостатком питания, социального и медицинского обеспечения, образования и др».
Легасова М. М. Академик АН СССР Валерий Алексеевич Легасов /Сборник «Чернобыль: долг и мужество» Том 2. ФГУП Институт стратегической стабильности, 2001.
https://web.archive.org/web/20090301044349/http:/www.iss.niiit.ru/book-4/glav-3-21.htm
Это же надо было так перекосить это коромысло, что фундаментальная проблема цивилизационного отбора отошла на второй план, т.е. на второй план отошла проблема между естественным отбором и необходимостью преодоления цивилизационного барьера. Это когда выживают не только те, кто обладает более высокой приспособленностью к условиям среды, но, в первую очередь те, кто поумнее.
Подробней в статье «Вся жизнь — театр, а люди в нем — актеры».
Каким образом человек может быть разумным, если он не слышит, как по нему звонят колокола? Его организм уже вступил в борьбу за свое выживание, связанное со сжатием поля жизни по химизму среды, но не он сам. Любопытно, а какое отношение имеет марксистская философия к проблеме смерти и бессмертия человечества? Марксистская философия, как идеология — это одно, а как научная теория — совсем другое. Как научная теория она сыграла огромную роль в эволюции человечества, поэтому ее рано выбрасывать на историческую свалку. Марксизм, как любая научная теория имеет ограниченные условия применения, как, например, в физике используют механику Ньютона.
- Дидро утверждал: «Мертвец не слышит, как звонят по нём колокола; душа его не идёт рядом с распорядителем похорон». Утверждение Дидро можно переформулировать на современный лад: «игра в экологию — это не о природе, а о бабках».
- Л. Фейербах утверждал: «Смерть естественная, та смерть, которая результат законченного развития жизни, не есть беда; смерть, однако, которая есть следствие нужды, порока, преступления, невежества, грубости, — конечно, зло». Иными совами, бедой, объявляется только преждевременная смерть, но отнюдь не естественная.
- Л. Бюхнер исходил из непреложного характера природных закономерностей, приводя в обоснование своей точки зрения и другие доводы. «Всё живущее,— считал он, — рождается и умирает, и ещё ни одно живое существо не составило исключения из этого правила; смерть есть самое верное, на что можно рассчитывать, и неизбежный жребий или конец всякого индивидуального бытия: её руку не удержат ни мольбы матери, ни слёзы жены, ни отчаяние мужа; она вырывает цветущего ребёнка из объятий охваченной ужасом матери, она отнимает родителей у маленьких детей; она собирает страшные жатвы и непрерывно нагромождает целые гекатомбы уничтоженной жизни, принося горе, заботу и страдания оставшимся в живых».
Вишев И.В., Отношение марксистской философии к проблеме смерти и бессмертия человека.
К пандемии коронавируса, более чем актуально звучат слова Л. Бюхнера: «смерть есть самое верное, на что можно рассчитывать, и неизбежный жребий или конец всякого индивидуального бытия: её руку не удержат ни мольбы матери, ни слёзы жены, ни отчаяние мужа; она вырывает цветущего ребёнка из объятий охваченной ужасом матери, она отнимает родителей у маленьких детей; она собирает страшные жатвы и непрерывно нагромождает целые гекатомбы уничтоженной жизни, принося горе, заботу и страдания оставшимся в живых».
Не менее актуальными при пандемии являются слова Л. Фейербаха, что смерть, однако, которая есть следствие нужды, порока, преступления, невежества, грубости, — конечно, зло. Вот это зло и преподносят антиваксеры, выдавая его за добро.
- В «Диалектике природы», как раз в связи со ссылкой на приведённое гегелевское высказывание, Энгельс утверждал: «Уже и теперь не считают научной ту физиологию, которая не рассматривает смерть как существенный момент жизни, которая не понимает, что отрицание жизни, по существу, содержится в самой жизни, так что жизнь всегда мыслится в соотношении со своим необходимым результатом, заключающимся в ней постоянно в зародыше, — смертью». И далее он делает такое заключение: «Диалектическое понимание именно к этому и сводится. Но кто однажды понял это, для того покончены всякие разговоры о бессмертии души».
- Общий вывод Энгельса гласит: «Жить значит умирать».
По мнению И.В.Вишева, в нём главное внимание Энгельс уделяет таким противоречивым процессам жизнедеятельности созидание и разрушение, ассимиляция и диссимиляция, или более просто и понятно — питание и выделение. «Как только в белковом теле, — подчёркивал он, — прекращается это непрерывное превращение составных частей, эта постоянная смена питания и выделения, — с этого момента само белковое тело прекращает своё существование, оно разлагается, т.е. умирает». Его итоговое диалектическое обобщение гласит: «Следовательно, жизнь тоже есть существующее в самих вещах и процессах, беспрестанно само себя порождающее и себя разрешающее противоречие, и как только это противоречие прекращается, прекращается и жизнь, наступает смерть».
Общий вывод Энгельса «Жить значит умирать», был описан д.б.н. А.С.Керженцевым в работе «Метаболизм биосферы — вечный двигатель жизни».
- Ф.Энгельс уделяет главное внимание таким противоречивым процессам жизнедеятельности, как созидание и разрушение.
Мы уже писали, что не нужно бояться разрушения старого мира. Нужно опасаться отсутствия процессов формирования нового. Но такие процессы обязательно идут. Даже если мы их не видим или не осознаём, а тем более — не участвуем в них. Потому что фундаментальным законом окружающего нас Мира является одновременное протекание непрерывных процессов разрушения и созидания. Мы называем это законом Вернадского-Гумилёва-Ребиндера — именами учёных, описавших явления в «живом» (Вернадский), «социальном» (Гумилёв) и косном (Ребиндер) веществе. Но эту закономерность отметили ещё древние авторы. В книге Экклезиаста сказано, что «Время всякой вещи под небом: время разрушать, и время строить».
«С надеждой на будущее. Разрушение ради созидания».
- «Вечные законы природы, — подчёркивал Энгельс, — также превращаются всё более и более в исторические законы».
Как утверждает И.В.Вишев, данное положение до сих пор явно недооценивается в современной философской литературе. Неудивительно, что оно практически нигде в ней не встречается. Между тем, Л.Н.Гумилев в теории этногенеза попытался описать причинно-следственную связь вечных законов природы с историческими законами, но его объявили лжеученым, а его теорию этногенеза — лженаукой.
- Энгельс утверждал: «Не в воображаемой независимости от законов природы заключается свобода, а в познании этих законов и в основанной на этом знании возможности планомерно заставлять законы природы действовать для определённых целей». И тут же: «Это относится как к законам внешней природы, так и к законам, управляющим телесным и духовным бытием самого человека».
А, разве не эти самые утверждения заложены в концепции «кризисного управления эволюцией биосферы» А.В. Яблоковым, В.Ф. Левченко и А.С.Керженцевым?
В середине десятых годов ХХI века появились новые знания. В частности А.С. Керженцевым был описан процесс утилизации отходов метаболизма экосистем, откуда следовал вывод о бесперспективности реализации концепции устойчивого развития.
В 2020 году стало понятно, что необходим новый проект, который позволяет преодолеть цивилизационный барьер. Такой проект можно условно назвать концепцией кризисного управления эволюцией биосферы.
Этот проект должен ещё больше закрепить лидерство профессиональных сообществ по управлению обществом и деятельностью людей, сформировать новые элиты в развитых странах. В нашей стране нет таких профессиональных сообществ, поэтому у нас все зависит от лидера страны и сформировавшихся элит. Но наш лидер и элиты находятся в состоянии обскурации и к созиданию не способны. По этой причине из-за угрозы попасть под карбоновый налог, страна будет выстраиваться за лидерами развитых стран, лишая себя собственных современных технологий. Поэтому сейчас стало понятно, что необходим новый проект, который позволяет преодолеть цивилизационный барьер. Такой проект можно условно назвать концепцией «кризисного управления эволюцией биосферы».
В своих работах отечественные учёные А.В. Яблоков, В.Ф. Левченко и А.С. Керженцев сформулировали и обосновали проблему и предложили пути для её решения. Они пишут:
«В преддверии неизбежных качественных изменений функционирования биосферы и её отдельных компонентов перед человеком вырисовываются два пути:
− либо жить по принципу «живём один раз» и «пусть будет, что будет» (психологической основой такой философии является нежелание платить за нанесённый биосфере ущерб и вкладывать средства в профилактику дальнейших негативных воздействий на нее; наукообразные вариации такой философии — модные в последние годы разговоры с общим брендом «устойчивое развитие», под которым разные авторы обсуждают порой совершенно различные проблемы, чаще всего локального характера);
− либо, заботясь о природе и потомках, что-то целенаправленно предпринимать, чтобы смягчить последствия недостаточно контролируемого развития цивилизации и не допустить дальнейшего ухудшения биосферной ситуации.
К действию по второму направлению призывают практически все крупные ученые, этому посвящено множество аналитических разработок, начиная со знаменитых «Пределов роста» [Medows et al., 1972], и кончая первой частью Шестого оценочного отчета МГЭИК [Climate Change, 2021]. Но любые призывы к активным действиям против антропогенного ухудшения состояния биосферы логически ведут к необходимости отказа от расслабляющих, направленных на решение сиюминутных задач, всех версий концепции «устойчивого развития» [«Наше общее будущее», 1987]. По сути, в сложившейся ситуации требуется разработка какой-то другой, более общей организующей и направляющей концепции, в рамках которой неуправляемый рост потребления материальных ресурсов уже невозможен.
Мы полагаем, что сохранение и поддержание жизнеобеспечивающих функций биосферы возможно лишь при восстановлении эволюционно-сложившегося к началу антропоцена биосферного круговорота веществ, определяющего приемлемый для человека, как биологического существа, диапазон изменений физико-химических параметров среды обитания.
Ради собственного спасения, человек должен сохранить тот минимальный объём естественных экосистем, который гарантирует сохранение жизнеобеспечивающих качеств биосферы (поддержание приемлемого качественного состава атмосферы, гидросферы и педосферы).
Для сохранения сложившихся и привычных для людей природных условий на большей части планеты требуются принципиально новые подходы, новая философия и этика взаимоотношений человека и «дикой» природы. Антропоцентрическое представление о биосфере только как о «вместилище жизни» и неисчерпаемом ресурсе — упрощённое и недостаточное. Биосфера — суверенная единица жизни, объединяющая всё живое, включая человека, в единую сеть — «паутину жизни» [Капра, 2002]. Эта паутина, физически существующая на планете в виде косного (неживого), биокосного (океан, почва, атмосфера) и живого вещества, порождает «биосоциальное вещество», которое могло бы стать «сферой разума» — ноосферой [Вернадский, 1926; Le Roy, 1927;Тейяр де Шарден, 1987]«.
А.В. Яблоков, В.Ф. Левченко и А.С. Керженцев «Очерки биосферологии».
Очерк 1. Выход есть: переход к управляемой эволюции биосферы http://ispcjournal.org/journals/2015/yablokov.pdf
В своей работе авторы указали направление, в котором нужно двигаться дальше, но не сформулировали концепцию окончательно. Поэтому они пишут, что в сложившейся ситуации требуется разработка какой-то другой, более общей организующей и направляющей концепции, в рамках которой неуправляемый рост потребления материальных ресурсов уже невозможен. Соответственно, своё предложение Яблоков, Керженцев и Левченко рассматривают как альтернативу концепции устойчивого развития:
«Концепция кризисного управления или управляемой эволюции является альтернативой популярной, но бесперспективной концепции устойчивого развития. Сегодня можно утверждать, что концепция устойчивого развития оказалась невыполнимой.
Более подробно в статье «Маяки и ложные огни».
К. Маркс отмечал: «Всякая мифология преодолевает, подчиняет и преобразовывает силы природы в воображении и при помощи воображения; она исчезает … вместе с наступлением действительного господства над этими силами природы».
Экологический кризис показал, что господства над этими силами природы достичь не удается, т.к. над человечеством нависла угроза полного уничтожения, как биологического вида, а концепция «кризисного управления биосферой» наводит ужас на политиков и политологов. Она не вписывается в идеологию марксизма. Эта концепция не предусматривает господства над этими силами природы, она предусматривает использование этих сил природы для покрытия своих потребностей, как живое вещество использует свойства косного вещества для своих целей. На этом принципе построен метаболизм биосферы.
Господства над силами природы не получилось и, тут у всего человечества отключился разум. По всей видимости, закрыв «зеленую» тематику, человечество решило сделать себе харакири.
Харакири или сэппуку — ритуальное самоубийство методом вспарывания живота, принятое среди самурайского сословия средневековой Японии. Эта форма самоубийства совершалась либо по приговору, как наказание, либо добровольно (в тех случаях, когда была затронута честь воина, в знак верности своему даймё и в иных подобных случаях). Проникающие ранения брюшной полости — самые болезненные по сравнению с подобными ранениями других частей тела.
Таким образом, общество разделилось на две части: на тех, которые ждут «приговора» со стороны биосферы и на тех, которые решили добровольно совершить самоубийство, например антиваксеры.
О том, что покрыть базовые потребности с использованием сил природы позволяет искусственная экосистема, пока не догадываются. Только ставят проблему. «Людям просто нечего пить и есть» — это можно было понять уже давно. Но для этого нужно было побыть в модели биосферы.
«Только тут я впервые осознала, насколько человек зависим от биосферы — если погибнут все растения, то людям нечем будет дышать и нечего будет есть. Если загрязнится вся вода, то людям нечего будет пить» — рассказывала участница эксперимента «Биосфера-2» Джейн Пойнтер.
«Миллионам людей нечего пить»
О проблеме обеспечения человечества водными источниками. Гость Евгения Сатановского и Сергея Корнеевского в эфире «Вестей ФМ» — профессор Института стран Азии и Африки МГУ Владимир Исаев.
ИСАЕВ: Пресная вода составляет всего лишь 2,5% от того, что называется гидросферой. Остальные 97,5% объема гидросферы — это воды океана и солёные воды, которые находятся и под землёй, и на поверхности суши. Причём подавляющая часть пресной воды — почти 69% — находится в полярных и горных льдах и в вечной мерзлоте. И естественно, эти ресурсы человечеством, пока, во всяком случае, не используются. И лишь — вдумайтесь в цифру — 0,26% общего объема гидросферы составляют воды рек, пресноводных озер, болот и тому подобного, которые пригодны для использования человечеством. В общем, если говорить другими словами, то запасы пресной воды составляют, грубо говоря, два Байкала — всего лишь! И вот это всё — на 7 с лишним миллиардов человек. К тому же, эти ресурсы распределены крайне неравномерно. <…> Примерно 1,3 миллиарда человек живут в условиях физической нехватки воды — им просто нечего пить.
https://radiovesti.ru/brand/61009/episode/1362751/
А еще совсем недавно человечество гордилось своим разумом и на основе этого ставило себя выше животного мира, и куда этот самый разум испарился? С перепугу человек стал обыкновенным животным, а театр стал напоминать звериный цирк?
Разум, ум — философская категория, выражающая высший тип мыслительной деятельности, способность мыслить всеобще, способность анализа, абстрагирования и обобщения.
Считается, что разум — одна из форм сознания, самосознающий рассудок, направленный на самого себя и понятийное содержание своего знания (Кант, Гегель). Разум выражает себя в принципах, идеях и идеалах. Разум следует отличать от других форм сознания — созерцания, рассудка, самосознания и духа. Если рассудок как мыслящее сознание направлено на мир и главным своим принципом принимает непротиворечивость знания, равенство себе в мышлении, то разум как рассудок, сознающий себя, соотносит не только разное содержание между собой, но и самого себя с этим содержанием. В силу этого, разум может удерживать противоречия. Гегель считал, что только разум достигает, наконец, истинного выражения истины как конкретного, то есть включающее в своё единство противоположные характеристики.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Разум
Процесс преобразования театра в звериный цирк оставим гуманитариям, а сами займемся поиском «приговора» биосферы.
Ответственность за нормальное функционирование отдельно взятого человеческого организма лежит не на государстве, а на разуме, которым он обладает, если таковой не был утрачен этим организмом. А, подтирать сопли этого отдельного организма в функциональные обязанности государства не входит.
Учитывая, что сжатие поля жизни по химизму среды влияет на сам организм, тогда поиск решения этой проблемы следует отнести к разуму этого организма. Перед тем, как начать поиск этого решения необходимо определиться с источником информации. Таким источником информации может являться условно дипломированная гадалка на кофейной гуще бабка Маня, которая по молодости лет слиняла от репрессий НКВД в деревню Гадюкино, а теперь дает рекомендации, как надо «правильно» поступать в той или иной ситуации.
Таких профессиональных «гадалок» хватает и в научном сообществе.
Эксперт «Вести ФМ» д.г-м.н Владимир Сывороткин — ведущий научный сотрудник кафедры петрологии геологического факультета МГУ.
«Научное» обоснование к теме «Мы живем в эпоху недостатка углекислого газа»:
Сыворотник: Вот еще одна такая идея — может, моя, может, не совсем моя.
Я почему сегодня со своих болячек начал: голова болит, сосуды. Народ умирает на планете, в основном, от чего? От сердечно-сосудистых заболеваний! Порядка 60 процентов смертей связаны с этим. А вот если мы вспомним то же самое Меловое время, когда бегали огромные динозавры — там млекопитающие только зарождались, маленькие еще крысята были такие — углекислого газа тогда было полпроцента. А когда антропогенез начался, примерно 2 миллиона лет назад… Он где — он в Африке начинался, там, где Олдувайское ущелье, где Homo habilis нашли («человек умелый»), поскольку Дайка пересекала эту стоянку человека, то могли определить абсолютную особь. Это тоже — эпоха выбросов газов. И антропогенез, и эволюционное развитие млекопитающих шло в то время, когда в атмосфере углекислого газа было намного больше. А теперь его — мало!
И как мы лечимся? Ну, есть такие практики: дыхание по йоге, по Стрельникову, еще по кому-то — все эти практики связаны с задержкой дыхания для чего? Для того чтобы накопить углекислый газ в крови! И когда закисляется кровь, тогда начинается из крови кислород выталкиваться и пробивать вот эти мембраны клеточные. Ткани начинают питаться кислородом тогда, когда ты повышаешь содержание углекислого газа в крови. Отсюда вывод такой, что мы живем в эпоху недостатка углекислого газа, его не хватает! А в пустыню он не идет, нет пищи для биоты, для растений! И для нас это — плохо. И когда на этом фоне входят умные люди и говорят, что надо утилизировать, что надо изобретать какие-то эти самые… И я вот думаю: народ сошел с ума, вероятно!
https://radiovesti.ru/brand/61009/episode/1535986/
Мы не сошли с ума, поэтому, зная, что изучением и описанием «приговора» биосферы занимаются не гадалки, а конкретное научное направление, которое называется «токсикология».
Воспользуемся учебным пособием «Токсикология: промышленные и экологические аспекты».
Нашей целью будет не изучение токсикологии, а получение хотя бы общих представлений о ней, с целью сопоставления двух графиков и картинки, о которых шла речь в статье «Взгляд в будущее».
Термин «токсикология», определяющий самостоятельное научное направление, введен в 1969 г., когда при Международном научном комитете по проблемам окружающей среды была организована специальная комиссия по токсикологии, определившая основные направления работ по токсикологии.
В 1978 г. было принято определение токсикологии в качестве «междисциплинарного научного направления, связанного с токсическими эффектами химических веществ на живые организмы, преимущественно на популяции организмов и биоценозы, входящие в состав экосистем. Она изучает источники поступления вредных веществ в окружающую среду, их распространение в этой среде, действие на живые организмы. Человек, несомненно, является наивысшей ступенью в ряду биологических мишеней».
Упоминание человека в качестве «биологической мишени» требует комментариев. Первоначально, сфера техногенного загрязнения включала лишь ограниченные пространства бытовой и производственной деятельности человека. Вопросы воздействия разнообразных токсичных веществ на человека или млекопитающих длительное время оставались предметом изучения ряда научных дисциплин медико-биологического направления: общей и частной токсикологии, промышленной и коммунальной гигиены, гигиены питания и др.
Направленность токсикологических исследований на человека оправдана еще и потому, что ему в условиях промышленного производства и в быту в первую очередь приходится сталкиваться с повышенными уровнями токсичных веществ. Однако в последнее время становится очевидным, что человек как биологический вид и человечество как социальное явление, в конечном итоге, страдают не только от непосредственного влияния токсических факторов, но и от вызываемых ими существенных, иногда необратимых, нарушений состояния отдельных экосистем и биосферы в целом.
Эти аспекты, связанные с изменением качества окружающей природной среды как среды обитания человека в результате ее токсического загрязнения, и являются содержанием токсикологии. Таким образом, токсикология изучает функционирование и устойчивость биологических систем надорганизменного уровня в условиях их токсического загрязнения. Последнее обстоятельство представляется нам принципиальным.
Токсикология является фундаментальной наукой, которая решает широкий круг задач с привлечением знаний и методов исследования многих смежных естественных наук, особенно общей органической химии, биохимии, физиологии, иммунологии, генетики. Основным ее методическим приемом является эксперимент на животных, тщательно спланированный и технически хорошо оснащенный, для выявления наиболее тонких механизмов действия ядов на организменном, системном, органном, клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях.
Отсюда напрашивается вывод, что теми организмами, которые уже лишились разума, управляют биосоциальные законы, поэтому ими востребованы гадалки. Для тех организмов, которые обладают разумом, необходимо заботится о нормальном режиме функционирование своего организма, через создание индивидуальной системы безопасности, поэтому создание этой системы необходимо начинать на основе фундаментальных знаний. Первым кирпичиком этого фундамента может являться токсикология.
Токсичность — основное понятие современной токсикологии. В общей форме можно определить токсичность, как свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель, или, применительно к организму человека, — способность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель.
Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее. Теоретически не существует веществ, лишенных токсичности. При тех или иных условиях, обнаружится биологический объект, реагирующий повреждением, нарушением функций, гибелью на действие вещества в определенных дозах. Токсичность веществ, полностью инертных в отношении биологических объектов, может быть количественно обозначена, как стремящаяся (но не равная) к нулю.
Токсичность проявляется и может быть изучена только в процессе взаимодействия химического вещества и биологических систем (клетки, изолированного органа, организма, популяции).
Для себя выделим, что токсичность, как свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель, или, применительно к организму человека, — способность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель. Для нас очень важно учесть, что теоретически не существует веществ, лишенных токсичности.
Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологических систем, называется токсическим действием. В основе токсического действия лежит взаимодействие вещества с биологическим объектом на молекулярном уровне. Химизм взаимодействия токсиканта и биологического объекта на молекулярном уровне называется механизмом токсического действия.
Следствием токсического действия веществ на биологические системы является развитие токсического процесса.
Механизмы формирования и развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, прежде всего, определяются строением вещества и его действующей дозой.
Однако формы, в которых токсический процесс проявляется, несомненно, зависят:
· от количества и свойств яда;
· индивидуальных особенностей организма, с которым взаимодействует яд (путей всасывания и особенностей распределения, обезвреживания и выделения яда из организма; возраста, пола, состояния питания, особенностей индивидуальной реакции организма);
· состояния среды, в которой происходит взаимодействие яда и организма (температура, влажность, атмосферное давление и др.).
Токсическое действие вредных веществ многообразно, однако установлен ряд закономерностей в отношении поступления их в организм, распределения и превращения их в организме, выделения, характера действия вредных веществ в связи с их химической структурой и физическими свойствами.
Необходимым для организма считают вещество, при недостатке которого в организме возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этого вещества. При высоких концентрациях большинство веществ становятся токсичными, причиняют вред организму, иногда необратимый, что ведет к функциональным нарушениям, деформациям или смерти.
На рис. 1. дано представление о биологическом ответе тканей организма на увеличение концентрации вещества, поступающего в достаточном количестве, например, с пищей.
Сплошная кривая указывает на немедленный положительный ответ с увеличением концентрации, начиная с нулевой отметки (предполагается, что поступающее необходимое вещество насыщает места своего связывания и не вступает ни в какие иные взаимодействия, которые на самом деле вполне возможны).
Эта сплошная кривая описывает оптимальный уровень, охватывающий широкий интервал концентраций для многих ионов металлов. Положительный эффект увеличения концентраций иона металла проходит через максимум и начинает падать до отрицательных величин: биологический ответ организма становится негативным, а металл переходит в разряд токсичных веществ.
Штриховая кривая на рис. 1 демонстрирует биологический ответ организма на совершенно вредное вещество, не проявляющее эффектов необходимого или стимулирующего вещества. Эта кривая идет с некоторым запаздыванием, которое свидетельствует о том, что живой организм способен «мириться» с небольшими количествами токсичного вещества (пороговая концентрация) до тех пор, пока не станет преобладать его токсическое действие. На рис. 1 представлена некая обобщающая картина; каждое вещество имеет свою собственную специфическую кривую в координатах биологический ответ — концентрация.
Для нас важно знать, что необходимым для организма считают вещество, при недостатке которого в организме возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этого вещества. При высоких концентрациях большинство веществ становятся токсичными, причиняют вред организму, иногда необратимый, что ведет к функциональным нарушениям, деформациям или смерти. И то, что живой организм способен «мириться» с небольшими количествами токсичного вещества (пороговая концентрация) до тех пор, пока не станет преобладать его токсическое действие. Такие свойства характерны для концентрации углекислого газа в атмосфере.
Можно считать впечатляющим ответом токсикологов отрицателям изменения климата.
Зависимость развития отравлений от факторов внешней среды.
Влияние на развитие отравления окружающей человека среды обычно гораздо шире, чем свойственное химическим соединениям специфическое токсическое действие. Особенно ярко это заметно при производственных отравлениях, которые обычно развиваются при совместном воздействии многих неблагоприятных факторов.
Замечено, что одновременное воздействие вредных веществ и повышенной или пониженной температуры, как правило, усиливает или ускоряет развитие токсического эффекта. Вероятно, это связано в первую очередь с изменением функционального состояния организма, а именно с нарушением терморегуляции, в частности при высокой температуре, с потерей жидкости и соответствующим уменьшением общего объема распределения гидрофильных ядов, ускорением кровообращения и, следовательно, процессов транспортировки ядов, повышением уровня обмена веществ и пр. При низкой температуре снижается скорость биохимических процессов, особенно ферментативных, имеющих особое значение для биотранформации ядов, которая соответственно замедляется.
Таким образом, одновременное действие на организм вредных веществ и резко измененной температуры окружающей среды приводит к суммированию из биологических эффектов, что называют «синдромом взаимного отягощения». Естественно, что этот синдром развивается при строго определенных условиях: при достаточно высокой или низкой температуре, способной изменить равновесное состояние организма, и, безусловно, токсичной дозе ядов.
Повышенная влажность воздуха может иметь значение для усиления токсичности тех ядов, которые вступают в химическое и физико-химическое взаимодействие с влагой воздуха и дыхательных путей и вызывают ингаляционные отравления. Например, раздражающее действие оксидов азота усиливается вследствие повышенного образования во влажной среде капелек азотной и азотистой кислот.
Изменения барометрического давления (гипо- и гипербария), способные вызвать резкие сдвиги многих физиологических функций организма, также приводят к усилению токсического эффекта ядов, т. е. развитию «синдрома взаимного отягощения». Например, в условиях высокого давления заметно усиливается токсичность многих пестицидов, а также оксида углерода, алкоголя и других наркотических веществ. При повышенном давлении возрастание токсического действия происходит, во-первых, вследствие усиленного поступления яда, обусловленного ростом парциального давления газов и паров в альвеолярном воздухе и ускоренным переходом их в кровь; во-вторых, вследствие изменения физиологических функций. При пониженном давлении первая причина отсутствует, но усиливается значение второй. Дальнейшая разработка этой проблемы важна в связи с широкой программой океанографических исследований под водой и освоением космического пространства.
Такие распространенные вредные факторы, как шум и вибрация, при их постоянном и интенсивном воздействии повышают токсичность и ускоряют развитие отравлений многими промышленными ядами: дихлорэтаном, оксидом углерода и пр.
О сочетанном действии ядов и лучистой энергии имеющиеся сведения не столь определенны. Наиболее распространенным фактором служит ультрафиолетовое излучение, которое является элементом естественного окружения человека. Некоторое усиление окислительных процессов, свойственное воздействию умеренной УФ-радиации, снижает токсичность многих ядов, например, этилового алкоголя, вследствие их ускоренного разложения. Однако, если данное токсичное вещество подвержено в организме «летальному синтезу», то токсичность его будет возрастать (например, метилового спирта, этиленгликоля и пр.). Отрицательное действие большой дозы УФ-облучения очевидно и обычно усиливается сопутствующей высокой температурой окружающего воздуха.
В связи с развитием атомной энергетики привлекает внимание совместное воздействие вредных веществ и ионизирующей радиации. Установлено, что острые отравления ядами, вызывающими быстрое развитие гипоксического состояния (наркотики, цианиды, оксид углерода), ослабляют одновременное и последовательное воздействие ионизирующей радиации, и, напротив, тиоловые яды (соединения тяжелых металлов и мышьяка), блокирующие сульгидрильные группы белков, усиливают указанное выше воздействие, т.е. проявляют радиосенсибилизирующие свойства.
На производстве, как правило, не бывает постоянных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в течение всего рабочего дня. В этом случае говорят об интермиттирующем (перемежающемся, прерывистом) действии яда. Из физиологии известно, что максимальный эффект наблюдается в начале и в конце действия раздражителя. Переход от одного состояния к другому требует приспособления, а поэтому частые и резкие колебания раздражителя ведут к более сильному воздействию его на организм. Главную роль в интермиттирующем действии ядов играет сам факт колебаний концентраций в крови, а не накопление веществ. В конечном итоге колебания интенсивности химического фактора как на высоком уровне, так и на низком, ведут к нарушению процессов адаптации.
Таким образом, любое отравление всегда является результатом очень сложного взаимодействия между организмом, ядом и многим и условиями внешней среды, в которых это взаимодействие осуществляется. Сам по себе каждый из указанных основных и дополнительных факторов чрезвычайно сложен и изменчив как в количественном и качественном отношении, так и во времени. Понятно, что результат взаимодействия таких сложных переменных не может быть однозначным и постоянным, по этому, его всегда следует рассматривать с вероятностной точки зрения.
Любопытно, что одновременное действие на организм вредных веществ и резко измененной температуры окружающей среды приводит к суммированию из биологических эффектов, что называют «синдромом взаимного отягощения». Естественно, что этот синдром развивается при строго определенных условиях: при достаточно высокой или низкой температуре, способной изменить равновесное состояние организма, и, безусловно, токсичной дозе ядов.
Не менее любопытно, как «синдромом взаимного отягощения» связан с «синдромом больного здания»?
Для себя отметим вывод токсикологов, что свой вклад на отравление организма вносят и другие важнейшие признаки поля жизни: температура, давление и лучистая энергия, который, по всей видимости, характерен при сжатии поля жизни по химизму среды (по В.И.Вернадскому).
К настоящему времени установлено, что при совместном воздействии токсиканты взаимно влияют на эффекты друг друга. Такое взаимовлияние, как правило, обусловлено химическим взаимодействием соединений между собой, вследствие чего организм подвергается дополнительному влиянию продуктов химической Комбинированное действие вредных веществ — это одновременное или последовательное действие на организм нескольких токсичных веществ при одном и том же пути поступления.
Взаимовлияние может проявляться в различных формах, терминологически известных как суммация (аддитивное действие), антагонизм, синергизм, сенсибилизация. Для понимания изложенного приведена табл. 1, в которой представлены формы воздействия токсичных веществ в двухкомпонентной системе.
Таблица 1. Формы воздействия токсичных веществ в двухкомпонентной системе
| Форма воздействия | Эффект |
|---|---|
| Аддитивное действие | Эффект суммы равен сумме эффектов действующих компонентов |
| Антагонизм | Эффект суммы меньше отдельных эффектов |
| Синергизм | Эффект суммы больше отдельных эффектов, но меньше суммы эффектов |
| Сенсибилизация | Эффект суммы больше суммы отдельных эффектов |
Выделим, что при совместном воздействии токсиканты взаимно влияют на эффекты друг друга.
Параметры (критерии) токсикометрии, которые определяются непосредственно в эксперименте, называются экспериментальными, или первичными. В качестве экспериментальных параметров используются следующие.
CL50 — концентрация средняя смертельная — вызывает гибель 50% подопытных животных (мыши, крысы) при ингаляционном воздействии в течение соответственно 2 и 4 ч и последующем 14-дневном сроке наблюдения (мг/м3, мг/л).
DL50 — доза средняя смертельная — вызывает гибель 50 % подопытных животных при однократном введении в желудок, брюшную полость с последующим 14-дневным сроком наблюдения (мг/кг).
DL0 (CL0) — доза (концентрация) максимально переносимая — наибольшее количество вредного вещества, введение которого в организм не вызывает гибели животных.
DL100 (CL100) — доза (концентрация) абсолютно смертельная — наименьшее количество вредного вещества, вызывающее гибель 100% подопытных животных.
Limacint — порог острого интегрального действия — минимальная доза (концентрация), вызывающая изменения биологических показателей на ровне целостного организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций.
Limacsp — порог острого избирательного (специфического) действия — минимальная доза (концентрация), вызывающая изменения биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций.
Limchint — порог общетоксического минимальная доза (концентрация) вещества, при воздействии которой в течение 4 ч по пять раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.
Limchsp — порог отдаленных эффектов — минимальная доза (концентрация) вещества, вызывающая изменения биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций в условиях хронического воздействия.
Порог хронического действия служит наиболее важным параметром токсикометрии, позволяющим обосновать гигиенический регламент.
Наиболее статистически значимы в характеристике токсичности ядов по смертельному эффекту CL50 и DL50.
Степень токсичности — величина, обратная средней смертельной дозе (концентрации).
Для нас важно, что параметры (критерии) токсикометрии, которые определяются непосредственно в эксперименте, называются экспериментальными, или первичными.
Вот мы и подошли к «приговору» биосферы. Этот «приговором» является зависимость «доза-эффект».
Зависимость «доза-эффект» может быть прослежена на всех уровнях организации живой материи: от молекулярного до популяционного. При этом в подавляющем большинстве случаев будет регистрироваться общая закономерность: с увеличением дозы — увеличивается степень повреждения системы; в процесс вовлекается все большее число составляющих еѐ элементов.
В зависимости от действующей дозы практически всякое вещество в определенных условиях может оказаться вредным для организма.
Биологическими системами, в отношении которых в токсикологии изучается зависимость «доза-эффект», являются ткани, органы, целостный организм. Чувствительность различных органов и систем организма к токсиканту не одинакова. Поэтому исследования на этих объектах занимают важное место в токсикологии.
В общем виде можно предположить, что кривая «доза-эффект» агониста в полулогарифмических координатах (логарифм дозы — выраженность эффекта) принимает S-образную форму не зависимо от целого ряда качественных и количественных особенностей оцениваемой функции. Получаемую при этом зависимость можно представить в виде кумулятивной кривой частот распределения, где реакция на токсикант является функцией дозы (рис. 2).
Все дозы или концентрации веществ, вызывающие тот или иной эффект при воздействии на различные биообъекты, условно делят на две зоны: зону смертельных величин (DL, CL,) и зону величин несмертельных (эффективных, действующих — ЕД, ЕС).
Основным параметром зависимости «доза-эффект» для определенного токсиканта и биологического объекта является величина среднеэффективной дозы (ЕД50), т.е. такая доза вещества, при действии которой а объект развивается эффект, равный 50% от максимально возможного. При исследованиях на изолированных органах обычно используют величину ЕС50 (среднеэффективная концентрация вещества в пробе).
Эффективные дозы обычно измеряют в единицах массы токсиканта на единицу массы биологического объекта (например, мг/кг); эффективные концентрации — в единицах массы токсиканта на единицу объема используемой среды (например, г/литр; М/литр). Вместо величины ЕД50 иногда используют еѐ отрицательный логарифм: -log ED50.
В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую log-нормального распределения, симметричную относительно средней точки.
Можно выделить ряд важных характеристик этой кривой, которые целесообразно учитывать при интерпретации получаемых результатов.
- Центральная точка кривой (значение 50% ответа) или средняя эффективная доза (ЕД50) — удобный способ характеристики токсичности вещества. Если оцениваемый эффект — летальность животных в группе, эта точка обозначается, как среднесмертельная доза.
- Чувствительность большинства животных в популяции близка среднему значению. Интервал доз, включающий основную часть кривой вокруг центральной точки, иногда обозначается как «потенция» препарата.
- Небольшая часть популяции в левой части кривой «доза-эффект» реагирует на малые дозы токсиканта — сверхчувствительных или гиперреактивных особей. Другая часть популяции в правой части кривой реагирует лишь на очень большие дозы токсиканта — малочувствительные, гипореактивные или резистентные особи. Резистентность (лат. resistentia сопротивление, противодействие; син. сопротивляемость) — устойчивость организма к воздействию различных повреждающих факторов.
- Наклон кривой «доза-эффект», особенно вблизи среднего значения, характеризует разброс доз, вызывающих эффект. Эта величина указывает, как велико будет изменение реакции популяции на действие токсиканта с изменением действующей дозы. Крутой наклон указывает на то, что большая часть популяции будет реагировать на токсикант примерно одинаково в узком диапазоне доз, в то время как пологий наклон свидетельствует о существенных различиях в чувствительности особей к токсиканту. Форма кривой и еѐ экстремальные точки зависят от целого ряда внешних и внутренних факторов.
Итак, все дозы или концентрации веществ, вызывающие тот или иной эффект при воздействии на различные биообъекты, условно делят на две зоны: зону смертельных величин (DL, CL,) и зону величин несмертельных (эффективных, действующих — ЕД, ЕС). Иными словами, кривая «доза-эффект» — это соотношение между жизнью и смертью. При сжатии устойчивости поля жизни по химизму среды, т.е. при увеличении дозы поступления в организм тех или иных химических соединений, при совместном воздействии их взаимного влияния на эффекты друг друга, зона смертельных величин расширяется, а не смертельных величин сжимается. Иными словами, процесс смертности может преобладать над процессом жизни, снижая численность популяции. Небольшая часть популяции в левой части кривой «доза-эффект» реагирует на малые дозы токсиканта — сверхчувствительных или гиперреактивных особей. Какая реакция сверхчувствительных или гиперреактивных особей будет при возрастании у них агрессии и наличия у них на руках оружия? Иными словами, как поведут себя в этих условиях пасссионарии? Будут ли они разносить все, что будет попадать на их пути? Пока к этим людям можно отнести активных антиваксеров.
Кривая «доза-эффект» часто преобразуется в линейную зависимость путем еѐ построения в координатах log — пробит (доза токсиканта представляется в логарифмах, выраженность ответной реакции — в пробитах). Это преобразование позволяет исследователю подвергнуть результаты математическому анализу (например, рассчитать доверительный интервал,
крутизну наклона кривой и т.д.) (рис.3).
а — зависимость «эффект — доза»;
б — зависимость «эффект — log дозы»;
в — зависимость «пробит эффекта — log дозы»
Для приблизительной оценки токсичности ингаляционно действующих веществ, одновременно учитывающей концентрацию токсиканта и время его экспозиции, принято использовать величину «токсодоза», рассчитываемую по формуле, предложенной Габером:
W = C t ,
где W —токсодоза (мг мин/м ); С — концентрация токсиканта (мг/м ); t — время экспозиции (мин).
Для ингаляционного воздействия экспозиционная доза выражается как количество тестируемого вещества, присутствующего в единице объема воздуха: мг/м3 или части на миллион (ppm — parts per million). При этом способе воздействия очень важно учитывать время экспозиции. Чем продолжительней воздействие, тем выше экспозиционная доза и выше потенциал неблагоприятного действия. Получаемая информация о зависимости «доза-эффект» для различных концентраций вещества во вдыхаемом воздухе должна быть получена при одинаковом времени экспозиции.
Факторы среды обитания — биологические (вирусные, бактериальные, паразитарные и иные), химические, физические (шум, вибрация, ультразвук, инфразвук, тепловые, ионизирующие, не ионизирующие, и иные излучения), социальные (питание, водоснабжение, условия быта, труда, отдыха) и иные факторы среды обитания, которые оказывают или могут оказывать воздействие на человека и (или) на состояние будущих поколений.
Заменим химическое соединение на коронавирус, а он может передаваться воздушно-капельным путем. Тогда и для него будет справедливо, что чем продолжительней воздействие, тем выше экспозиционная доза и выше потенциал неблагоприятного действия. Защитная маска не дает гарантии, что человек не заболеет, она снижает экспозиционную дозу этих вирусов при попадании в организм. Чем продолжительней воздействие, тем выше экспозиционная доза и выше потенциал неблагоприятного действия. Иными словами, защитная маска снижает риск заболевания, а комплекс рекомендуемых мер, еще больше снижают риск заболеваний.
Власть в этих условиях занимается управлением рисками.
Управление риском — процесс принятия решений, включающий рассмотрение совокупности политических, социальных, экономических медико-социальных и технических факторов совместно с соответствующей информацией по оценке риска с целью разработки оптимальных решений по устранению или снижению уровней риска, а также способам последующего контроля (мониторинга) экспозиций и рисков.
Антиваксеры делают все возможное, чтобы увеличить экспозиционную дозу поступления вирусов в организм, тем самым повышая риск заболевания среди населения. Иными словами, вредительством по отношению к населению.
Риск для здоровья — вероятность развития угрозы жизни или здоровью человека
либо угрозы жизни или здоровью будущих поколений, обусловленная воздействием факторов среды обитания.
Риск нарушения санитарно-эпидемиологического благополучия населения — вероятность негативных изменений состояния здоровья населения или состояния здоровья будущих поколений, а также нарушений благоприятных условий жизнедеятельности человека (включая ухудшение условий и качества жизни, возникновение дискомфортных состояний и др.), обусловленная воздействием факторов среды обитания. Данное понятие имеет комплексный характер и включает в себя не только собственно риск здоровью, но и другие виды рисков
(например, снижения качества жизни; развития дискомфортных состояний, непосредственно не связанных с изменениями практического здоровья человека и т.д.).
Зависимость «доза-эффект» для различных концентраций вещества определяется во вдыхаемом воздухе, а не в выдыхаемом
С какой концентрацией углекислого газа мы вдыхаем атмосферный воздух из года в год, отмечено на кривой Килинга Рис.4.
С каждым годом мы вдыхаем атмосферный воздух все с более высокой концентрацией углекислого газа.
Фундаментальные свойства живых систем с точки зрения токсикологии.
Для всех уровней организации живых систем характерны свойства, отличающие живую материю от неживой. К числу основных, фундаментальных свойств живого относятся:
- Потребление из окружающей среды и превращение питательных веществ с низкой энтропией (метаболизм). Это необходимо для поддержания структурной целостности биосистемы, еѐ роста и размножения.
- Обмен веществом и энергией с окружающей средой. Таким путем обеспечивается приток необходимых для жизнедеятельности структурных элементов живого, их превращение, утилизация, выделение продуктов с высокой энтропией и тепловой энергии.
- Регуляция. Поддержание структурно-функциональной организации биологической системы требует упорядоченности течения обменных процессов. Для этого у высокоорганизованных организмов формируются специальные механизмы регуляции, модулирующие активность отдельных органов и систем, интенсивность протекающих в них процессов. Механизмы регуляции обеспечивают адаптацию системы к изменяющимся условиям среды.
- Раздражимость и реактивность. Различные химические и физические факторы окружающей среды являются своеобразными сигналами или источниками информации, на которые живой организм реагирует в той или иной форме. Структуры, предназначенные для восприятия и переработки соответствующей информации, используют поступающее раздражение, что позволяет организму адекватно на него реагировать.
- Репродукция — это свойство, обеспечивающее поддержание или увеличение численности биологических объектов всех видов и типов. В основе репродукции лежит процесс клеточного деления. В ходе клеточого деления осуществляется перенос ДНК (генетического материала) материнских клеток к дочерним клеткам и за счет этого обеспечивается в последующем репродукция и всех остальных компонентов живого. Сохранение информации о свойствах предшествующих поколений, зашифрованных в молекулах ДНК (генах), передающихся из поколения в поколение — суть наследственности.
- Изменчивость. В основе изменчивости лежит трансформация, преобразование генетического материала (генотипа), что проявляется изменением структурно-функциональных особенностей организма (фенотипа). В основе изменчивости лежат два явления: половое размножение и мутации. Половое размножение — это объединение генетического материала половых клеток родителей и образование оплодотворенной яйцеклетки, содержащей двойной набор хромосом. Соотношение генетического материала обоих родителей в дочерней клетке формируется случайным образом. Фенотипические особенности нового организма в связи с этим не будут полностью повторять свойства отцовского или материнского организмов, то есть возникает новая, не существовавшая ранее биологическая конструкция.
Под мутацией понимают некое спонтанное или вызванное внешним воздействием изменение генетического материала, которое передается в ходе репродукции дочерним клеткам. Эти модификации фенотипически могут проявляться в различной степени: от практически незаметных изменений признаков, до очевидных, и иметь различные последствия для адаптивных свойств организма.
Фундаментальные свойства живого — тесно связанные, неотделимые друг от друга феномены. Тем не менее, первичные эффекты высокотоксичных соединений порой связаны с избирательным нарушением отдельных фундаментальных свойств живого — метаболизма, пластического обмена, энергетического обмена, регуляции, раздражимости, репродукции.
Чем более токсично соединение, тем более выражена эта избирательность.
Действие токсиканта на элементы межклеточного пространства.
Каждая клетка организма окружена водной средой — интерстициальной или межклеточной жидкостью. Для клеток крови межклеточной жидкостью является плазма крови. Основные свойства межклеточной жидкости: еѐ электролитный состав и определенное осмотическое давление. Электролитный состав определяется главным образом содержанием ионов Na+ , K+, Са2+, Cl– , HCO3– и др.; осмотическое давление — присутствием белков, других анионов и катионов. Межклеточная жидкость содержит многочисленные субстраты для клеточного обмена, продукты метаболизма клеток, молекулы-регуляторы клеточной активности.
Попав в межклеточную жидкость, токсикант может изменять еѐ физико-химические свойства, вступать в химическое взаимодействие с еѐ структурными элементами. Изменение свойств межклеточной жидкости немедленно приводит к реакции со стороны клеток.
Возможны следующие механизмы токсического действия, обусловленные взаимодействием токсиканта с компонентами межклеточной жидкости:
- Электролитные эффекты. Нарушение электролитного состава наблюдается при отравлении веществами, способными связывать ионы. Так, при интоксикациях фторидами (F–), некоторыми комплексообразователями (Na2ЭДТА, ДТПА и др.), другими токсикантами (этиленгликолем, метаболизируящим с образованием щавелевой кислоты), происходит связывание ионов кальция в крови и межклеточной жидкости, развивается острая гипокальциемия, сопровождающаяся нарушениями нервной деятельности, мышечного тонуса, свертывающей системы крови и т.д. Нарушение ионного баланса, в ряде случаев, может быть устранено введением в организм растворов электролитов.
- рН-эффекты. Интоксикация рядом веществ, не смотря на высокую буферную емкость межклеточной жидкости, может сопровождаться существенным нарушением кислотно-основных свойств внутренней среды организма. Так, например, отравление метанолом приводит к накоплению в организме муравьиной кислоты, вызывающей тяжелый ацидоз (смещение кислотно — щелочного баланса в сторону увеличения кислотности, уменьшения рН).
- Связывание и инактивация структурных элементов межклеточной жидкости и плазмы крови. В плазме крови содержатся структурные элементы, обладающие высокой биологической активностью, способные стать мишенью действия токсикантов. К их числу относятся, например, факторы свертывающей системы крови, гидролитические ферменты (эстеразы), разрушающие ксенобиотики и т.д.
- Нарушение осмотического давления. Существенные нарушения осмотического давления крови и интерстициальной жидкости при интоксикациях, как правило, носят вторичный характер (нарушение функций печени, почек, токсический отек легких). Развивающийся эффект пагубным образом сказывается на функциональном состоянии клеток, органов и тканей всего организма.
Для примера рН-эффекта можно привести зависимость изменения кислотности крови от роста концентрации СО2 в атмосфере, как зависимость «пробит эффекта — концентрация» Д.С.Робертсона.
D. S. Robertson. Health effects of increase in concentration of carbon dioxide in the atmosphere. Current science, vol. 90, no. 12, 25 june 2006.
D. S. Robertson. The rise in the atmospheric concentration of carbondioxide and the effects on human health. Med. Hypotheses, 2001, 56.
Пути проникновения токсикантов в живые системы.
В условиях реального образа жизни человека основными путями поступления токсикантов в организм являются ингаляционный (через органы дыхания), энтеральный (через желудочно-кишечный тракт) и перкутанный (через кожу).
Наибольшее количество экотоксикантов поступает в организм человека ингаляционным путем, где они через капиллярную сеть легочных альвеол быстро проникают в русло малого круга кровообращения и затем, минуя печень, через сердце достигают кровеносных сосудов большого круга.
Всасывание летучих соединений начинается уже в верхних дыхательных путях и трахее, но наиболее полно оно осуществляется в легких и происходит по закону диффузии в соответствии с градиентом концентрации. Подобным образом в организм поступают углеводороды, спирты, эфиры и т. д. Скорость проникновения веществ определяется их физико-химическими свойствами и, в меньшей степени, состоянием организма (интенсивность дыхания и кровообращения в легких). Большое значение также имеет коэффициент растворимости токсического вещества в воде (коэффициент Оствальда — X = вода/воздух). Чем выше его значение, тем больше вещества из воздуха проникает в кровь и тем длительнее процесс
достижения конечной равновесной концентрации между кровью и воздухом. Многие летучие неэлектролиты не только быстро растворяются в жидкой части крови, но и связываются с белками плазмы и эритроцитами,в результате чего коэффициенты их распределения между артериальной кровью и альвеолярным воздухом могут быть несколько выше их коэффициента растворимости в воде.
Некоторые реагирующие пары и газы (HCl, HF, SO2, пары неорганических кислот и др.) подвергаются химическим превращениям непосредственно в дыхательных путях, поэтому их задержка в организме происходит с более постоянной скоростью. Кроме того, они обладают способностью нарушать барьерную и транспортную функции дыхательных путей,
что ведет к развитию токсического отека легких.
При некоторых метеоклиматических условиях и производственных циклах образуются аэрозоли (пыль, туман, дым), представляющие собой смесь частиц в виде минеральной пыли, окислов металлов, органических соединений и пр. При их поступлении в дыхательные пути там происходит два процесса: задержка и выделение поступивших частиц. На процесс
задержки влияет агрегатное состояние аэрозолей и их физико-химические свойства (размер частиц, форма, гигроскопичность, заряд и т.д.). В верхних дыхательных путях задерживается 80-90% частиц величиной до 10 мкм, в альвеолярную область поступает 70-90% частиц размером 1-2 мкм и менее. В процессе самоочищения дыхательных путей частицы вместе с мокротой удаляются из организма. Тем не менее, частицы токсических веществ могут быстро проникать в ток крови или лимфы путем диффузии или транспорта в форме коллоидов, белковых комплексов и т.д. В случае поступления водорастворимых и токсичных аэрозолей их резорбция может происходить по всей поверхности дыхательных путей, причем заметная часть со слюной попадает в желудок.
Итак, мы ознакомились только с небольшой фундаментальной научной базой, которая на данный момент времени нам необходима, теперь пора переходить к руководству наших действий.
Таким руководством наших действий может быть:
Руководство Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. ̶ М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.
Нас будет интересовать установление референтного уровня воздействия СО2 на основе пороговой или недействующей дозы при оценке неканцерогенного риска Рис.6.
В методологии оценки риска в качестве параметров для оценки неканцерогенного риска используются референтные уровни воздействия (референтные дозы и концентрации), а также параметры зависимости «концентрация-ответ», полученные в эпидемиологических исследованиях.
При оценке риска развития неканцерогенных эффектов, как правило, исходят из предположения о наличии порога вредного действия, ниже которого вредные эффекты не развиваются. Однако для отдельных загрязнений окружающей среды наличие данного порога не доказано (например, взвешенные вещества).
Такой порог для углекислого газа не доказан, поэтому все танцы с бубнами по поводу «зеленых» технологий, «зеленой» экономики, возобновляемых источников энергии (ВИЭ), Греты Тунберг, энергетического кризиса, тупости, глупости и т.д. происходят вокруг точки NOEL зависимости «доза — ответ».
Мы уже знаем, что параметры (критерии) токсикометрии, которые определяются непосредственно в эксперименте, называются экспериментальными, или первичными.
Такими экспериментальными данными могут служить эксперименты американского ученого Карла Шафера.
Schaefer K. E. Effect of increased ambient CO2 levels on human and animals. Experientia, 1982, o. 38.
В разделе обсуждения статьи «Влияние повышенного атмосферного уровня СО2 на здоровье людей и животных» Karl E. Schaefer пишет, что кальцификацию в почках можно охарактеризовать, как адаптационное заболевание в случае постоянного повышенного воздействия атмосферного уровня СО2.
Поясним данное утверждение:
- Мочекаменную болезнь называют «болезнью цивилизации». Несмотря на успехи в хирургических методах лечении камней в почках, консервативное лечение этой болезни и в настоящее время нельзя назвать успешным: многим пациентам приходится переносить повторные почечные колики и хирургические операции по поводу рецидива камней. Почки являются органом, выводящим соли и шлаки из организма. В здоровой почке камней не образуется. Первый кристалл как основа будущего камня формируется на уровне самого маленького функционального образования почки — нефрона. В большинстве случаев нарушению функции протекторов камнеобразования способствует закисление мочи (это справедливо для 90% камней).
Основные камни, образующиеся в почках, это: ураты (соли мочевой кислоты) 10-15%, оксалаты (кальциевые соли оксалатов) 50-70 %, струвиты (кальций фосфатные камни) 10%, и редкие виды камней (цистиновые и др.). Часто камень состоит из нескольких солей, и тогда о природе камня говорят по преобладающей в составе соли. Почти все камни являются солями кальция, однако у 70% пациентов с кальциевыми солями не находят повышенного выделения кальция с мочой.
Патогенные биоминералы обнаружены практически во всех органах, а не только в почках. Список их внушительный, часть из этого списка помещена в Таблицу 1. Патогенные биоминеральные образования обнаруженные в организме человека в статье «Страна на распродаже».
- Считается, что универсальным механизмом, как возникновения заболевания, так и выздоровления после него, являются адаптационно-приспособительные реакции, которые, в первом случае претерпевают ту или иную перегрузку и становятся не способны удерживать все параметры гомеостаза на оптимальном для данного организма, уровне, что и ведет к единственному, в данном случае, логическому исходу — срыву адаптации и развитию заболевания. Во втором случае, случае выздоровления после заболевания, происходит тренировка адаптационных резервов, изыскание организмом дополнительных или скрытых ресурсов, подключение которых к общему гормонально-гуморальному ответу, приводит к выздоровлению, через реализацию и в некоторой степени напряжению неспецифических механизмов защиты.
Лопатина А.Б, Теоретические основы адаптации и механизмов ее обеспечения.
https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=929
Из токсикологии мы уже знаем, что чем продолжительней воздействие, тем выше экспозиционная доза и выше потенциал неблагоприятного действия.
Время воздействия повышенного атмосферного уровня СО2 в экспериментах К.Шафера было ограничено 60-90 днями. Такое время воздействия по сравнению со средней продолжительностью жизни испытуемых животных невелико, поэтому для того, чтобы зафиксировать потенциал неблагоприятного действия, ему пришлось очень сильно завысить концентрацию СО2. Самым низким атмосферным уровнем СО2, при котором исследовались животные, был 2000 и 3000ppm (0,2% и 0,3%), что позволило ему зафиксировать потенциал неблагоприятного действия высокой концентрации СО2 на организм.
Отсюда можно сделать вывод, что порог вредного действия углекислого газа на организм существует, и мы можем пользоваться зависимостью «доза — ответ» Рис.5.
Иными словами, по условиям эксперимента, концентрация СО2 в воздухе существенно превышала значение NOEL. В этих условиях, с точки зрения автора статьи, адаптационные заболевания исчезали, когда было дано достаточно много времени для восстановления. Восстановление происходило при концентрация СО2 в воздухе ниже значения NOEL. Данная тонкость роли значения NOEL наводит на мысль, что мы имеем дело не с адаптационными болезнями, а процессом утилизации отходом метаболизма экосистем.
Сопоставим процессу адаптационных заболеваний более фундаментальный процесс, который характерен для биосферы — утилизация отходов метаболизма экосистем.
Гумификация и кристаллизация отходов метаболизма.
Гумификация и кристаллизация отходов метаболизма экосистем происходит в процессе утилизации педоценозом отмершей биомассы путем отбора полезных, ненужных и опасных отходов метаболизма экосистемы.
Фитоценоз получает элементы минерального питания в результате минерализации сапротрофной биотой отмершей биомассы. Элементы, не усвоенные фитоценозом могли бы оказать токсическое воздействие на биоту, могли быть вымыты из почвы водными потоками. Однако они взаимодействуют с органическими радикалами разлагающейся биомассы и образуют сложные органо-минеральные соединения — почвенный гумус. Разные фракции гумуса сохраняют разные наборы минеральных элементов до востребования их фитоценозом. Гумус выполняет в экосистеме одновременно три функции: накопителя, хранителя и дозатора минеральных элементов. Он связывает свободные элементы в органо-минеральные соединения, хранит эти запасы определенное время и открывает их по запросу фитоценоза.
После минерализации всех фракций гумуса высвобождаются также и бесполезные фитоценозу элементы, способные оказать токсическое воздействие на биоту. Благодаря биокристаллизации, они превращаются в устойчивые безвредные для биоты соединения: глинистые кутаны, железо-марганцевые и карбонатные конкреции, вторичные и первичные минералы. Биокристаллизация отходов метаболизма происходит и на уровне организма: у животных из них образуются кости скелета, когти, рога, копыта, перья, шерсть; у растений формируется стволовая древесина, кора, пыльца, споры, плоды, семена; в организме человека образуются кости скелета, волосы, ногти, а при нарушении выделительной системы — зубной камень, камни в почках, печени и другие. Поэтому почва служит не только источником минеральной пищи, но и эффективным утилизатором отходов метаболизма экосистемы.
Биокристаллические отходы накапливаются в геологическом масштабе времени, образуя подпочвенный горизонт С и слои осадочных пород. Каждая почва откладывает слои своего состава. Этим объясняется зональность «почвообразующих» пород, отмеченная многими исследователями. На самом деле эти породы являются дочерними почвообразованными. Детально обосновал сущность породообразующей функции почв Б.Л.Личков (1941, 1945) при поддержке В.И.Вернадского.
Керженцев А.С. «ИЗОБРЕТЕНИЯ» ЭВОЛЮЦИИ НА УРОВНЕ ЭКОСИСТЕМ
https://functecology.ucoz.ru/blog/izobretenija_ehvoljucii_na_urovne_ehkosistem/2016-02-19-9
Причинно-следственную связь экспериментов К.Шафера, можно показать, как «углекислый газ — патогенные биоминералы». Тогда мы будем иметь дело с малым углеродным циклом «атмосфера — организм». Для образования, например, карбоната кальция (кальцита) в организме мы будем иметь следующую химическую реакцию:
СО2(газ) ↔ СО2(раст.) + Н2О ↔ Н2СО3 ↔ Н++ НСО3— ↔ Н++ СО32- ↔ СО32-+ Ca2+↔СаСО3↓
Подробнее в статье «Ложь во благо»
Таблица 2. Важнейшие нарушения и компенсаторные реакции при основных расстройствах кислотно-щелочного баланса.
| Вид расстройства | рН | [Н+] | Основные нарушения | Компенсаторные реакции |
|---|---|---|---|---|
| Метаболический ацидоз | ↓ | ↑ | ↓ [HCO3–] | ↓ Рсо2 |
| Респираторный ацидоз | ↓ | ↑ | ↑ Рсо2 | ↑ [HCO3–] |
Данная таблица помогает понять физический смысл экспериментальных данных, полученных К.Шафер.
В статье «Ложь во благо» отмечено, что рост концентрации СО2 в атмосфере вначале приводит к респираторным изменениям, а образование патогенных биоминералов является заключительным аккордом по разрушению организма, что и подтверждают экспериментальные данные К.Шафера.
Управление дыханием и кислотно-щелочной баланс.
Краткие выводы по физиологическим исследованиям, проведенным на экипаже судна Поларис 13, где содержание СО2 в атмосферный воздухе было в среднем 0,7-1%, были сделаны Schaefer. СО2, содержащийся в воздухе подводной лодки в этих концентрациях был признан единственным компонентом окружающей среды, который оказывает прямое воздействие на дыхательную систему. Кривые резистентности организма экипажа к воздействию 1% СО2 в течение 2 и 5 недель демонстрируют небольшое уменьшение пологости.
В то время, как длительное воздействие СО2 в невысоких концентрациях на дыхательную систему схоже с тем, которое появляется при хронической гиперкапнии, возникающей при более высоких уровнях СО2, от 1,5% до 3%, изменение в кислотно-щелочном составе значительно отличаются.
рН крови и бикарбонат демонстрируют циклические изменения с чередованиями метаболического и респираторного ацидоза с периодом около 20 дней. Термин «метаболический» ацидоз был введен для обозначения состояния, когда увеличение РСО2 и снижение рН крови сопутствуют снижению уровня бикарбоната в крови. Через 3 недели воздействия 0,85-1% СО2 рН крови, РСО2 начинали расти и соответственно снижались снова через 40 дней. Данные по рН крови, РаСО2 и бикарбонату были получены на 3-х подводных лодках и в 2-х лабораторных экспериментах, в которых во время длительного воздействия 1,5% и 1% четко прослеживалась цикличность в кислотно-щелочном балансе. Длительные периоды (3 недели), которые требовались для достижения компенсации во время воздействия низких концентраций СО2 (0,8-1,55 % СО2) сильно отличались от 4-5 дневных периодов, требующихся для достижения максимальной компенсации при хронической гиперкапнии, вызванной 3-15% СО2. Признанная в настоящее время концепция изменения кислотно-щелочного баланса под воздействием СО2 для клинических условий, практически базируется на изучении влияния высоких концентрация СО2 в основном сделанных Schwartz и его соавторами.
Рост концентрации СО2 в атмосфере приводит к росту РСО2 (парциального давления), с последующим ростом концентрации ионов водорода и бикарбонат-ионов (таблица 2), по этой причине нас интересует точка NOEL Рис. 6.
Приведем зависимость изменения кислотности крови от роста концентрации СО2 в атмосфере, как зависимость «пробит эффекта — концентрация» Д.С.Робертсона к виду:
Д.С. Робертсон определяет значение точки NOEL по концентрации СО2 в атмосфере равной 426 ppm, что должно соответствовать значению кислотности сыворотки крови рН=7,35 при условии, что такая максимальная экспозиционная недействующая доза/концентрация будет воздействовать на организм в течение средней продолжительности жизни человека.
При концентрации СО2 в атмосфере выше значения точки NOEL начинается респираторный ацидоз.
Ацидоз (от лат. acidus — кислый) — смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности (уменьшению рН).
Классификация ацидоза.
В зависимости от значения водородного показателя:
- компенсированный ацидоз: рН крови не опускается ниже границы физиологической нормы (7,35). Усиливается сердцебиение, учащается дыхание и повышается кровяное давление;
- субкомпенси́рованный ацидоз (лат. acidosis subcompensata): уровень pH крови находится в пределах 7,34–7,25. Может вызвать угнетение сердечной деятельности вплоть до сердечных аритмий. Появляется одышка, нередко рвота и понос;
- некомпенсированный ацидоз: водородный показатель ниже границы физиологической нормы (менее 7,24). Декомпенсированный ацидоз. Вызывает расстройства функций центральной нервной системы (головокружение, сонливость, потеря сознания), сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и др.
По происхождению:
- газовый ацидоз (лат. acidosis gasea). Возникает при гиповентиляции или вдыхании воздуха с повышенным содержанием углекислого газа. Дыхательный, респираторный;
- негазовый ацидоз (лат. acidosis ingasea):
- метаболический ацидоз (лат. acidosis metabolica). Возникает из-за накопления кислых продуктов в тканях, недостаточного их связывания или разрушения (кетоацидоз, лактатацидоз). Обменный ацидоз;
- выделительный ацидоз (лат. acidosis excretoria). Возникает при затруднениях выведения нелетучих кислот почками (почечный ацидоз) или увеличенной потере оснований через желудочно-кишечный тракт (гастроэнтеральный ацидоз);
- экзогенный ацидоз (лат. acidosis exogena). Наступает при введении в организм большого количества кислот или веществ, образующих кислоты в процессе метаболизма;
- смешанный ацидоз (лат. acidosis mixta). Сочетание различных видов ацидозов. Например, при патологии сердечно-сосудитой или дыхательной систем затруднено выведение углекислого газа, что вызывает уменьшение кислорода в крови и последующее накопление недоокисленных продуктов метаболизма.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Ацидоз
При достижении рН=6,8 сыворотки крови наступает неизбежный летальный исход организма. По Робертсону данное событие может наступить при концентрации СО2 в атмосфере около значения 755 ppm, после чего такой биологический вид, как Homo sapiens, гарантированно перестанет существовать на планете.
Компенсированный, субкомпенси́рованный и некомпенсированный ацидоз хорошо укладываются в зависимость «доза-ответ». Особенно с началом процесса кальцификации.
Газовый ацидоз, который возникает при вдыхании воздуха с повышенным содержанием углекислого газа относительно точки NOEL, лечится только одним способом, что подтверждают экспериментальные данные К.Шафера — восстановлением, т.е. вдыханием воздуха с пониженным содержанием углекислого газа относительно точки NOEL, когда концентрация СО2 в атмосфере превысит значение точки NOEL, таких мест на планете не будет. В этом случае вся система здравоохранения будет бессильна что-либо сделать.
Вот эта точка NOEL делит людей на две части: на тех, которые ждут «приговора» со стороны биосферы и на тех, которые решили добровольно совершить самоубийство, например антиваксеры. Антиваксеры требуют, чтобы уже разделенных естественным путем людей не делить на привитых и не привитых. Действительно, зачем их делить. Объединить их всех в сообщество добровольных самоубийц и дело с концом — летальным. Вот только это противоречит нашим традициям: у нас отношение к самоубийцам всегда было точно такое же, как к представителям ЛГБТ-сообщества.
Для того чтобы перейти от пессимистического развития событий к оптимистическому, фундаментальная наука должна установить значение NOEL, что может вызвать бешеную истерику «все пропало» у части психически неустойчивых наших сограждан, но это будет повод для создания новых компенсаторных технологий при решении проблемы роста концентрации СО2 в атмосфере. Справились же люди в эпоху неолита с подобными проблемами и расширили поле жизни по температуре. Будет установлено значение NOEL — появятся люди, желающие и способные решать такого рода проблемы не языком, а мозгами. Тогда и перейдем от танцев с бубнами к решению проблем.
Это только цивилизационный барьер преодолевается всем «колхозом», а цивилизационный отбор проходят индивидуально.
«Не в воображаемой независимости от законов природы заключается свобода, а в познании этих законов и в основанной на этом знании возможности планомерно заставлять законы природы действовать для определённых целей. Это относится как к законам внешней природы, так и к законам, управляющим телесным и духовным бытием самого человека».
Ф. Энгельс.
_______________________________________________________________________________________________________
Гошка Л.Л., инженер, г. Сыктывкар
