Связь хронических неинфекционных заболеваний с электрофизическим состоянием окружающей среды.

THE RELATIONSHIP OF CHRONIC NONINFECTION DISEASES
WITH ELECTROPHYSICAL STATE OF INVIRONMENT

Institute of Human Ecology and Environmental  them. A.N. Sysin. 
 Health Ministry of Russian Federation, 119121, Moscow.

               В работе оценивается связь особенностей электронного состояния окружающей среды с уровнем хронических неинфекционных заболеваний (ХНИЗ) в регионах России, полученная на основе мониторинговых измерений интенсивности естественного фона электронного бозе-конденсата (ФЭБК) природных экосистем в ряде регионов России и морях Северного Ледовитого океана. Оценка интенсивности ФЭБК осуществлялась по результатам измерений редокс-состояния дистиллированной воды, находящейся в контакте с природной водой. Равновесное редокс – состояние дистиллированной воды, определяемое притоком электронов (квантовой редукцией) извне, пропорционально интенсивности ФЭБК.

            Полученные данные свидетельствуют об увеличении интенсивности фона ЭБК в регионах Сибири и особенно в пределах акватории озера Байкал (редокс-потенциал поверхностной воды в озере ~ -70мВ). Также прослеживается сильная зависимость фона ЭБК в широтном направлении. Низкие уровни фона ЭБК отмечаются в Архангельской области и на северо-востоке Чукотки.  Отмечено, что отрицательное влияние на фон ЭБК в этих регионах оказывает функционирование зарубежных систем плазменного зондирования ионосферы (систем типа HAARP). 

            По результатам измерений относительных значений интенсивности естественного фона бозе-конденсата электронов построена зависимость, отражающая связь неинфекционной заболеваемости в регионах России с редокс-состоянием дистиллированной воды, которая может быть охарактеризована как достоверная (коэффициент регрессии R²=0,78). Связь заболеваемости (НИЗ,%) с интенсивностью фона ЭБК (I_ф, отн.ед.) оценивается уравнением:

НИЗ [%] = 0,24Eh[мВ] – 25, где Eh~1/I_ф.

            Численные оценки показывают, что увеличение биосферного редокс-потенциала воды на 90мВ приводит к росту первичной заболеваемости на 20% (относительно средних по России значений).

            Анализ результатов свидетельствует о связи ХНИЗ с электрофизическим состоянием окружающей среды, что позволяют с иных позиций подойти к истинным причинам их возникновения, которые обусловлены изменениями электрофизических условий проживания и деятельности человека, приводящих к возникновению клеточных метаболических нарушений.

Ключевые слова: хронические неинфекционные заболевания, фон бозе-конденсата электронов, редокс-потенциал.

            Хронические неинфекционные заболевания (ХНИЗ) в 21 веке вышли на первое место среди причин смертности населения в мире. В России на долю ХНИЗ приходится более 80% смертей. Согласно [1] развитие ХНИЗ обусловлено образом жизни населения (55-57% влияния), характеризуемым снижением физической нагрузки, возросшей распространенность табакокурения и злоупотребления алкоголем. При этом на долю факторов внешней среды (химической загрязненности, неионизирующих излучений и шума) приходится 20-25%, генетических факторов – 15-20%, здравоохранения – 10-15% от общего числа ХНИЗ.

            В то же время, последние исследования [2-4] указывают на влияние электронного состояния окружающей среды на возникновение метаболических нарушений в клетках организма, приводящих к промотированию хронических неинфекционных заболеваний. Основу клеточных метаболических изменений составляют зависимые от электронного состояния окружающей среды эффекты дегидратации биополимеров в клетках, приводящие к сдвигу редокс-состояний внутриклеточной жидкости, снижению каталитической активности внутриклеточных ферментов и другим системным метаболическим нарушениям. В этой связи актуальной задачей является установление региональных особенностей электронного состояния окружающей среды и оценка их влияния на уровень ХНИЗ в регионах России.

            Целями исследования явились мониторинговые измерения интенсивности естественного фона электронного бозе-конденсата (ФЭБК [5]) природных экосистем в ряде регионов России, морях Северного Ледовитого океана, выявление вероятных причин изменений  ФЭБК в регионах с экстремальными значениями уровней ХНИЗ.

            Оценка интенсивности ФЭБК осуществлялась по результатам измерений редокс-состояния дистиллированной воды, находящейся в контакте с природной водой. Равновесное с окружающей средой редокс–состояние дистиллированной воды, определяемое притоком (квантовой редукцией) электронов извне с их последующим превращением в ОН^-(*) через стадии образования активных форм кислорода (О₂^-(*), НО₂^-(*)), пропорционально интенсивности ФЭБК [6]. Измерения редокс-потенциала воды осуществлялись стандартным способом с использованием платинового электрода и хлор-серебряного электрода сравнения прибором РН-013. Методической особенностью измерений редокс-потенциала дистиллированной воды является необходимость учета тока утечки электрода, который может оказывать влияние на точность измерений. Для минимизации данного влияния на результаты измерений электрод достаточно длительно (не менее 10мин) выдерживается в исследуемой воде с отключенным питанием, которое включалось периодически на несколько секунд для фиксации показаний прибора.  Использование методического приема оценки ФЭБК на основе неконтактной активации воды позволяет избежать влияния химических примесей в воде на результаты измерений, что важно для сопоставления значений интенсивности ФЭБК в различных регионах. Параллельно проводились  измерения Еh природной воды.

            Измерения редокс–состояния воды осуществлялись в течение летних периодов 2013-2014 годов в ходе экспедиционных исследований на борту судна «Апостол Андрей» по маршруту экспедиции «Чукотка – территория открытий» (Северный Ледовитый океан и Берингово море-2013г.), Морской арктической комплексной экспедицией Центра “Морская арктическая комплексная экспедиция и морское наследие России” Института Наследия им. Д.С Лихачева (Белое море, природные экосистемы Вологодской и Костромской областей, ряд регионов юга России-2014г.), а также предоставлялись организациями – соисполнителями работ (регионы Сибири).

            Выбор регионов России для проведения экспедиционных исследований основывался на учете региональных особенностей интенсивности первичной заболеваемости ХНИЗ детей от 1 до 14 лет, представленном в работе [7].

            Региональные особенности заболеваемости детей по данным мониторинговых исследований по состоянию на 2009г. характеризуются значительным увеличением первичной заболеваемости ХНИЗ в северо-западных и северо-восточных регионах России. При этом вдоль южных оконечностей государства (Кавказ и оз. Байкал) отмечаются меньшие уровни заболеваемости.  В связи со значительными изменениями уровня первичной заболеваемости в данных регионах, они выступают в качестве представительных объектов исследования влияния ФЭБК на заболеваемость.

            Результаты исследований

            Определение уровней ФЭБК в регионах проводилось по результатам экспедиционных исследований на морских и континентальных акваториях, в ходе которых сравнивались значения редокс-потенциала природной и дистиллированной воды, а также определялись пространственные вариации редокс-потенциала воды (таблица 1).

            Редокс–потенциал как природной, так и дистиллированной воды, находящейся в контакте с природной водой, водозабора Горьковского водохранилища изменяются по течению реки Унжа. Истоки реки Унжа образуются при слиянии рек Кема, текущей с «Северных Увалов» (холмистой возвышенности северной части Восточно-Европейской равнины), воды которой светлая и насыщенная гидрокарбонатами, и торфяной реки Лундонга.

Таблица  1 – Сравнительные данные редокс – потенциала природной воды рек северной зоны водозабора Горьковского водохранилища и дистиллированной воды, измеренной в месте забора пробы

Примечание * – от устья р. Унжа

            В отличие от вод, насыщенных гидрокарбонатами, торфяные воды имеют более высокие значения редокс-потенциала. Однако и потенциал дистиллированной воды также оказывается более высоким. По течению реки Унжа значения редокс–потенциала воды увеличиваются, особенно в регионах урбанизированных территорий.  Так, средние значения редокс-потенциала вод заповедных территорий определяются как 50мВ и 89мВ (дистиллят), заселенных территорий – 71мВ и 107мВ (дистиллят) и урбанизированных территорий – 121 и 132мВ (дистиллят). Как следует из полученных данных различия в значениях редокс-потенциала природных вод и дистиллированной воды наиболее существенны для истоков вод (55%) и меньше для урбанизированных районов (3-14%), что связано, очевидно, с влиянием литосферных особенностей местности, оказывающих влияние на процессы накопления и диссипации геомагнитной энергии, определяющей естественный фон ЭБК электронов.

            Полученные зависимости изменений редокс-состояния неконтактно взаимодействующей воды (дистиллят) позволяют предложить в качестве критерия оценки интенсивности фона ЭБК в пределах регионов, характеризуемых относительно однородными природно-климатическими условиями максимальные значения редокс–состояния дистиллированной воды, которые имеют место в пределах урбанизированных территорий. Фоновый уровень ЭБК бассейна Горьковского водохранилища можно оценить значением Eh=132мВ (по неконтактно взаимодействующей дистиллированной воде). По результатам экспедиционных исследований получены оценки (с точностью ~5-10%) уровней фона ЭБК в некоторых регионах России, приведенные в таблице 2 по мере увеличения значений редок-потенциала дистиллированной воды, отражающих тенденцию уменьшения значений интенсивности природного фона ЭБК.

Таблица 2 – Значения окислительно-восстановительного потенциала (Eh, мВ) дистиллированной воды, неконтактно взаимодействующей с природной водой, в регионах России

            Сопоставление полученных значений Eh дистиллированной воды, служащих критерием интенсивности естественного фона ЭБК в пределах регионов, показывает существенную зависимость электрофизического состояния среды от географического положения регионов и источников интенсивного антропогенного воздействия на природную среду.  В этом аспекте территория России является уникальной, так как подобного разнообразия природно-климатических особенностей и степени урбанизации территорий нет ни в одном регионе мира.

            Общей тенденцией является увеличение интенсивности фона ЭБК в регионах Сибири и особенно в пределах акватории озера Байкал (редокс-потенциал поверхностной воды в озере ~ -70мВ). Также прослеживается сильная зависимость фона ЭБК в широтном направлении. Особенно неблагоприятные условия с состоянием фона ЭБК отмечаются в Архангельской области и на северо-востоке Чукотки. В этих же регионах отмечается значительное увеличение значений редокс-потенциала морской воды порядка 200мВ и более – в пределах береговой линии побережья Архангельской области [8] и дистиллированной воды, находившейся в контакте с забортной морской воды, у берегов Чукотки [2].

            В работе [2] было отмечено, что в тех же климатических зонах на севере Центральной Сибири и моря Лаптевых значения редокс–потенциала как континентальных, так и морских вод, примерно в 2 раза ниже по сравнению с Архангельской областью и Чукоткой, что позволило соотнести отрицательное влияние на фон ЭБК в этих регионах с постоянным функционированием зарубежных систем плазменного зондирования ионосферы (системы типа HAARP).  Отметим также, что и Мурманская область, непосредственно примыкающая к Норвегии с расположенной в г.Тромсе системе EISCAT, также находится в зоне электрон-акцепторного влияния данной холодно-плазменной установки. Однако, несколько более высокое значение фона ЭБК в этом регионе обусловлено частичным компенсаторным влиянием океанических вод (редокс-потенциал морских вод «Кольского меридиана» – 70-130мВ, в то время как в прибрежной зоне его значения повышаются до ~200мВ [9]. В сравнении с бассейном Черного моря в системе «море-суша» эти изменения редокс-состояния аномальны [10], так как Eh морских вод обычно выше, что обусловлено более высокой электрон-продуцирующей способностью осадочных пород литосферы суши [6].

            По результатам измерений относительных значений интенсивности естественного фона бозе-конденсата электронов построена зависимость, отражающая связь неинфекционной заболеваемости в регионах России с редокс-состоянием дистиллированной воды (рисунок).

            Оценивая практическую значимость полученных результатов по зависимости неинфекционных заболеваний от состояния естественного фона ЭБК целесообразно отметить, что данная зависимость может быть охарактеризована как достоверная (коэффициент регрессии R²=0,78). Зависимость получена на основании данных по 19 представительным регионам России. Связь заболеваемости (ХНИЗ,%) с интенсивностью фона ЭБК (I_ф, отн.ед.) оценивается уравнением:

ХНИЗ [%] = 0,24Eh[мВ] – 25, где Eh~1/I_ф.

            Получаемые по данному уравнению численные оценки позволяют констатировать, что увеличение биосферного редокс-потенциала воды на 90мВ приводит к росту первичной заболеваемости на 20% (относительно средних по России значений).

            На зависимости четко дифференцируются регионы с неблагоприятной экологической ситуацией, обусловленной деградацией естественного фона ЭБК. К ним относятся Архангельская область, Ямало-Ненецкий АО, Чукотский АО, Мурманская, Псковская, Курганская и Московская области, включая г. Москва, имеют значительную техногенную нагрузку. Тыва, Бурятия и Дагестан входят в ореол благоприятных в отношении электрофизических условий проживания человека регионах.

            Косвенными свидетельствами изменения фона ЭБК в отмеченных выше регионах с высокими уровнями неинфекционной заболеваемости являются процессы усиления загрязнения природных вод растворимыми формами ртути и некоторыми другими металлами переменной валентности, зависящими от редокс-состояния среды.

            В ряде исследований процессов образования и миграции ртути, особенно актуальных в регионах Севера России, выявлена закономерность взаимосвязи выноса ртути в виде летучей и водорастворимой форм с редокс-состоянием почв [11]. В работе показано, что отрицательная связь между содержанием ртути и редокс-состояния в придонном слое связана с пулом бактерий (сульфатредукторов и метаногенов), приводящих в анаэробных условиях лигнинных грунтов к значительному понижению значений  Еh (до отрицательных значений ~ -200мВ), которые стимулируют восстановление ртути и ее перенос из донных отложений в воду. При высоких значениях Еh (в поверхностных слоях воды), но уже в аэробных условиях активизируются процессы метилирования ртути [12, 13], что приводит к ее выносу в поверхностные воды и дальнейшему связыванию с фульво- и гуминовыми кислотами.

Речные воды Северной Двины в зависимости от сезона характеризуются высокими значениями Eh: летом – 342мВ, зимой – 414мВ. Сезонная активность речных стоков также определяется крайне высокими значениями редокс-состояния снега – Еh>500мВ [8].

            Повышенное содержание ртути в пробах почвы г. Архангельска, уровень которого в несколько раз выше по сравнению с фоновыми участками отражает высокие значения окислительно-восстановительного потенциала почвы. Аналогичные условия значительного повышения значений Eh почвы имеют место и для мегаполисов. Так, Eh почвы в парках и лесопарках г. Москвы составляет 90-450мВ, а в техногенных почвах он достигает значений 240-450мВ [14]. Соответственно, в пределах мегаполисов, подверженных техногенному влиянию, уменьшается интенсивность фона ЭБК. Так, редокс-потенциал дистиллированной воды в реке Москва составляет 169мВ, в «Святом озере» (Восточный округ) – 167мВ, в зданиях (Центральный округ) – 198мВ, что выше по сравнению с фоновыми уровнями на Европейской территории России (130мВ).

            Полученные результаты по связи ХНИЗ с электрофизическим состоянием окружающей среды позволяют с иных позиций подойти к истинным причинам их возникновения. Приводимые экспертным советом по профилактике ХНИЗ факторы риска их развития [15], по своей сути, являются либо дополнительными к основному «электрофизическому» фактору влияния (табакокурение, пагубное потребление алкоголя, гиподинамия, нездоровое питание), либо сопутствующими заболеваниями (повышенное АД, дислипидемия, избыточная масса тела и ожирение, гипергликемия), возникновение которых также обусловлено изменениями электрофизических условий проживания и деятельности человека, обусловливающими возникновение клеточных метаболических нарушений.

Авторы статьи выражают особую благодарность Правительству Чукотского автономного округа за содействие в организации и проведении экспедиции.

            Список использованных источников

• Lim S.S., Vos T., Flaxman A.D., Danaei G., et al. A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet, 2012; 380(9859): 2224 – 2260.
• Вода – космическое явление: кооперативные свойства и биологическая активность. Под редакцией академика РАН Рахманина Ю.А. (изд. 2-е переработанное и дополненное). Karlovy Vary: Изд-во «Tinova Group»; 2014.
• Рахманин Ю.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В. Структурно – энергетические изменения воды и ее биологическая активность. Гигиена и санитария. 2007; 5: 34 –
• Рахманин Ю.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В. Электронный дефицит как возможный фактор риска здоровью. Гигиена и санитария. 2014; 1: 5 –
• Будущее открывается квантовым ключом/Р.Ф. Авраменко и др. Под ред. В.И. Николаевой, А.С. Пащины. М.: Химия; 2000.
• Стехин А.А., Яковлева Г.В. Структурированная вода: нелинейные эффекты. – М.: Изд. ЛКИ; 2008.
• Леонов С.А., Сон И.М., Моравская С.А. Заболеваемость населения: Региональные особенности и проблемы. Часть 2 – Первичная заболеваемость населения. М.: ФГБУ ЦНИИОИЗ; 2013.
• Геология морей и океанов: Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. М.: ГЕОС; 2009.
• Результаты комплексных исследований Баренцева и Белого морей по программе «Арктический плавучий университет – 2012». http://narfu.ru/upload/medialibrary/d91/partpdf от 1 ноября 2014г.
• Вдовыкин Г. П. Окислительно-восстановительный потенциал пластовых вод Северо-западного предкавказья и некоторых поверхностных вод.  Геология нефти и газа. 1963; 5: 17 – 31.
• Овсепян А.Э. Распределение, миграция и трансформация ртути в устьевой области р. Северная Двина: диссертация… кандидата географических наук. Ростов-на-Дону; 2007.
• Ермаков В. В. Биогенная миграция и детоксикация ртути. Ртуть в биосфере – эколого – геохимические аспекты. Материалы Международного симпозиума. Россия, Москва. 7-9 сентября 2010 г.
• Дорожукова C.Я., Янин Е.П., Волох А.А. Природные уровни ртути в некоторых типах почв нефтегазоносных районов Тюменской области // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Вып. 1 Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2000; 157 – 161.
• Карпачевский Л.О., Шевякова Н.И., Зубкова Т.А. и др. Город и биосфера. Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера», 2011.  с.153 – 165.
• Профилактика хронических неинфекционных заболеваний. Рекомендации. Москва 2013 г. Экспертный совет: http://cmpru/wp-content/uploads/2012/01/po_profilaktike_niz.pdf от 1 ноября 2014г.

  References

  • Lim S.S., Vos T., Flaxman A.D., Danaei G., et al. A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet, 2012; 380(9859): 2224-2260.
  • Water – acosmic phenomenon: the cooperative propertiesand biological activity. Edited byAcademicianYu.Rakhmanin(ed. 2ndrevised and enlarged). Karlovy Vary:Publishing house«Tinova Group»;2014 (in Russian).
  • RahmaninY.A.,StekhinA.A.,YakovlevaG.V.Structural -energy changesof water and itsbiological activity.Hygiene and sanitation.2007; 5: 34–36 (in Russian).
  • Rahmanin Y.A., Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Electronic deficiency as a possible risk factor for health. Hygiene and sanitation. 2014; 1: 5 – 9 (in Russian).
  • The future of open quantum key. F. Avramenko et al., Ed. VI Nikolaeva, A.S. Pashchina. M .: Chemistry; 2000 (in Russian).
  • Stekhin A.A., Yakovleva G.V. Structured water: nonlinear effects. : Publishing. LCI; 2008 (in Russian).
  • Leonov S.A., Son I.M., Moravian S.A. Morbidity: Regional features and challenges. Part 2 – Primary morbidity. M .: FGBU FPHI; 2013 (in Russian).
  • Geology of the oceans and seas: Proceedings of the XVIII International Scientific Conference (School) on marine geology. IV. M.: GEOS, 2009; (in Russian).
  • The results ofcomprehensive studiesof the Barents andWhite Seasprogram”ArcticFloating University-2012″

            Hovsepian A.E. Distribution, migration and transformation of mercury in the river mouth area. Northern Dvina: the dissertation … the candidate of            geographical sciences. Rostov-on-Don: 2007; (in Russian).

  •  Ermakov V.V. Biogenic migration and mercury detoxification. Mercury in the biosphere – ecological – geochemical aspects. Proceedings of the International Symposium. Russia, Moscow. 7-9 September 2010 (in Russian).
  •  Dorozhukova YA., Yanin E.P., Volokh A.A. Natural levels of mercury in some types of soil gas bearing regions of the Tyumen region. Herald ecology of Forest and Landscape. Vol. 1 Tyumen: Publishing House of the IFSP SB RAS; 2000 (in Russian).
  • Karpachevskii L.O., Shevyakova N.I., Zubkov T.A. and others. The city and the Biosphere. Interdisciplinary Journal of Applied Science and “Biosphere”. 2011; 153-165 (in Russian).

Зависимость уровня первичной неинфекционной заболеваемости детей в возрасте от 1 до 14 лет (по данным [7] в % относительно среднего по России уровня) от редокс-потенциала дистиллированной воды, отражающего региональные особенности естественного фона бозе-конденсата электронов.

Авторы: Ю.А. Рахманин, А.А. Стехин, Г.В. Яковлева, А.К. Карасев, А.В. Марасанов, Т.И. Иксанова,  В.В. Рябиков

Authors: Yu.A. Rakhmanin, A.A. Stekhin, G.V. Yakovleva, A.K. Karasev,  Marasanov A.V., Iksanova T.I., V.V. Ryabikov