Тема 4. Вплив фізичних та хімічних факторів навколишнього середовища на організм людини
2.1 Загальні уявлення
Будь-який організм в середовищі існування піддається одночасному впливу найрізноманітніших умов навколишнього середовища, які розглядаються в якості екологічних факторів.
Екологічний фактор - будь-яка умова середовища, яке може чинити прямий або опосередкований вплив на живі організми. Екологічні чинники діляться на кілька груп.
1. Абіотичні фактори (фактори неживої природи):
• фізичні (промениста енергія, освітленість; температура; вологість повітря; атмосферний тиск; магнітне поле; Землі; іонізуючі випромінювання; - рельєф місцевості);
• хімічні.
2. Біологічні фактори (фактори живої природи):
• фітогенні;
• мікробогенні;
• зоогенні;
• антропогенні (соціально-культурні).
Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, в характері їх впливу і в відповідних реакціях живих організмів та інших біологічних систем можна виявити ряд загальних закономірностей.
Закон оптимуму. Кожен екологічний фактор має певні межі позитивного впливу на організми. Як недостатня, так і надмірна дії фактора негативно позначається на життєдіяльності особин. Інтервал значень сприятливого впливу називається зоною оптимуму екологічного чинника або просто оптимумом для організмів даного виду. Чим сильніше відхилення від оптимуму, тим більше виражена гальмівна дія даного чинника на організми (зона песімуму). Максимально і мінімально стерпні значення чинника - це критичні точки, за межами яких існування вже неможливо, настає смерть. Значення екологічних факторів (межі витривалості) між критичними точками називають екологічною валентністю живих організмів по відношенню до конкретного фактора середовища. Представники різних видів сильно відрізняються один від одного як за положенням оптимуму, так і з екологічної валентності. Одне і те ж значення фактора може бути оптимальним для одного виду, песімальним - для іншого і виходити за межі витривалості для третього.
Правило заміщення екологічних умов (В.В. Альохіна). Оптимальна зона і межі витривалості організмів по відношенню до будь-якого фактора середовища можуть зміщуватися в залежності від того, з якою силою і в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність отримала назву правила заміщення екологічних умов. Наприклад, спеку легше переносити в сухому, а не у вологому повітрі. Загроза замерзання значно вище при морозі з сильним вітром, ніж у безвітряну погоду. Таким чином, один і той же фактор в поєднанні з іншими чинить неоднаковий екологічний вплив. Навпаки, один і той же екологічний результат може бути отриманий різними шляхами. Наприклад, в'янення рослин можна призупинити шляхом, як збільшення вологості ґрунту, так і зниження температури повітря, що зменшує процес випаровування.
Закон мінімуму (Ю. Лібіха). Фактори середовища, які у найбільшій мірі віддалені від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду за даних умов. Якщо хоча б один з екологічних факторів наближається або виходить за межі критичних величин, то, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов, особинам загрожує загибель. Таким чином, витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб. Тобто життєві можливості лімітують екологічні фактори, кількість і якість яких близькі до необхідного організму мінімуму. Аналогічні закономірності характерні і для екосистем. Закон дії факторів Тінемана розширює закон мінімуму Лібіха на всю екосистему. Згідно з ним склад і структура екосистеми визначаються тим фактором середовища, який наближається до мінімуму. Однак, існування як окремих видів так і екосистем у цілому, як було встановлено Шелфордом, лімітується факторами, що знаходяться не тільки в мінімумі, а й в максимумі.
2.2 Адаптація людини до дії факторів навколишнього середовища
Адаптація це процес пристосування організму до дії нових для нього екологічних факторів. Всі живі системи мають здатність до пристосування, тобто володіють адаптивністю, або пристосованістю. Мірою відповідності адаптації організму до змінених умов середовища є оцінка ступеня пристосування до них його життєдіяльності. Адаптація людини до неоптимальних умов середовища забезпечує їй відтворення здорового потомства, нормальний темп старіння організму, максимальну тривалість життя, характерну для популяції, до якої відноситься індивідуум, високу працездатність. Процес адаптації забезпечують компенсаторні механізми - адаптивні реакції, спрямовані на усунення або ослаблення функціональних зрушень в організмі, викликаних неоптимальними факторами середовища. Це фізіологічні засоби аварійного забезпечення організму, що характеризуються високою динамічністю та швидкістю. Вони мобілізуються, як тільки організм потрапляє в неоптимальні умови, і поступово згасають по мірі розвитку адаптаційного процесу. Компенсаторні механізми є складовою частиною резервних сил організму. Маючи високу ефективність, вони можуть підтримувати відносно стабільний гомеостаз досить довго, що є необхідним для розвитку стійких форм адаптаційного процесу, пристосування будови і функцій організму, його органів і систем до змінених умов навколишнього середовища.
Процес, зворотний адаптації, який виникає при впливі на організм людини факторів середовища, які кількісно перевищують можливості адаптаційних системи, і який викликає порушення адапційних реакцій організму, називається дезадаптація. Дезадаптація призводить до дисфункції, тобто порушення функцій системи, органу або тканин організму, що характеризується неадекватністю відповіді даних структур організму на дію подразників.
Організм людини має стійкість, або опірність до впливу подразників великої сили (стресорів) і екстремальних факторів навколишнього середовища. Цю властивість називають резистентністю. Розрізняють специфічну (стійкість по відношенню до певного фактора) і неспецифічну (по відношенню до різних факторів) резистентність. Резистентність організму забезпечується його адаптивними реакціями на подразник. Адаптаційні реакції організму також є неспецифічними, якщо фізіологічні системи організму (нервова, ендокринна, система кровообігу та ін.) схожим чином реагують на дію на організм різних за якістю і силою подразників.
Так, при дії на організм сильних, надзвичайних подразників у ЦНС розвивається різке збудження, що змінюються позамежним гальмуванням - крайнім захисним заходом, що проявляється у зниженні збудливості і чутливості структур ЦНС до сильного подразника, так як адекватна відповідь на цей подразник могла б привести організм до загибелі.
Організм зберігає пам'ять про адаптацію до деяких неадекватних умов середовища (так звана “вегетативна пам'ять”), що робить більш швидким процес повторної адаптації (реадаптації) до цих умов. В основі “вегетативної пам'яті” лежать зміни в нейронах гіпоталамічних ядер головного мозку, що виникли в ході адаптації організму до нових умов середовища, та які характеризуються збільшенням кількості РНК і протеїнів у їх цитоплазмі.
2.3 Фізичні фактори навколишнього середовища
2.3.1 Променева енергія. Освітленість
Вся енергія, що отримується поверхнею Землі, надходить від Сонця. Поверхні Землі досягають видимі промені (48%), інфрачервоні промені - (45%), ультрафіолетові промені (7%). Одна зі сторін впливу променевої енергії на організм - освітленість. Встановлено, що видима область спектра сонячного світла дуже важлива для нормального перебігу фізіологічних процесів. Cаме з освітленістю пов'язують захворювання – так звану зимову депресію, емоційне сезонне захворювання або афективний сезонний розлад (англ. SAD - Seasonal Affective Disorder). За статистичними даними, приблизно 5-10% людей, три чверті з яких жінки, страждають цим захворюванням. Чим менше природна освітленість певної місцевості, тим частіше зустрічається даний симптомокомплекс.
Основними ознаками цього захворювання є:
депресія (почуття провини, безнадійності, відчаю, апатія, втрата почуття власної гідності і ін.);
зниження працездатності;
збільшена потреба в вуглеводах (солодощі або борошняні вироби);
збільшення ваги;
труднощі з пробудженням;
прагнення до зменшення соціальних контактів.
Ці ознаки зникають в весняні та літні місяці, коли значно збільшується тривалість світлового дня. Симптоматика може супроводжуватися зниженням активності імунної системи, та, відповідно, збільшеною сприйнятливістю до інфекційних і вірусних захворювань.
Реалізація дії видимої ділянки спектра на організм людини відбувається шляхом модуляції активності ціркадіанних циклів, або біологічних ритмів .
Ціркадіанний (добовий) цикл виражається в зміні фізіологічних і поведінкових реакцій. У молодих людей тривалість циркадианного циклу становить 25-26 год; в зрілому віці - приблизно 24 год; у літньому - менш 24 ч.
Безпосередні «водії» добового циклу - два супрахіазмальних ядра, розташованих в гіпоталамусі. Саме в нервових клітинах цих утворень відбувається циклічний процес, що працює за принципом негативного зворотного зв'язку, та призводить до синтезу специфічних білків і блокування протеїнами активності генів, що їх кодують. Відомі чотири гени, відповідальних за періодичність процесу: PER (англ - period), TIM (timeless), CLK (clock) і CYC (cycle). Вони розташовуються на Х-хромосомі і кодують поліпептидну послідовність однойменних білків. Транскрипція зазначених протеїнів починається рано вранці, що веде до повільного накопичення мРНК. До вечора в цитоплазмі на сформованій матриці починається синтез двох білків і, коли кількість їх наростає, вони формують PER / TIM -комплекс. Протеїни CLK і CYC сприяють синтезу цих білків у клітині.
До кінця світлового дня вказаний комплекс, по-перше, входить в ядро і починає блокувати транскрипцію власних мРНК, концентрація яких до ранку поступово зменшується. По-друге, перебування у клітині PER / TIM- комплексу призводить до іншого, дуже важливого явища - непрямої стимуляції через шийні ганглії за допомогою викиду норадреналіну іншого утворення головного мозку - епіфіза. У відповідь на це в його клітинах починається експресія гена, що кодує амінокислотну послідовність оксііндол-О-метилтрансферази (ОІМТ), одного з ферментів ланцюга синтезу мелатоніну. Вихідний субстрат - амінокислота триптофан, яка надходить з крові. За допомогою тріптофангідроксілази відбувається окислення триптофану до 5-гідроксітріптофана, далі - декарбоксилювання з утворенням серотоніну. Наступний крок - ацетилювання проміжного продукту і утворення N -ацетілсеротоніну, перетворення якого каталізується N -ацетілтрансферазою. На останньому етапі відбувається реакція метилювання за участю оксііндол-О-метилтрансферази, яка призводить до утворення мелатоніну. Цей продукт шляхом простої дифузії проникає в кровоносне русло.
Максимальні рівні мелатоніну виявляються в крові людей в період між 23 годиною ночі та 5 годиною ранку. Вдень цей гормон майже не визначається. Отже, в темряві утворюється набагато більше мелатоніну, який гальмує вироблення тропних гормонів гіпофізу і має відношення до таких функцій організму, як частота дихання, тиск крові, температура, сон, статеві функції, обмін води, жирів, і до інших, метаболічним процесам.
Так реалізується вільний, тобто природний, хід біологічного годинника. Фактор синхронізації цього механізму - початок світлового дня. Через сітківку ока ранкове світло впливає на клітини супрахіазматичного ядра гіпоталамуса. Під дією нервових імпульсів в даних клітинах відбувається остаточний розпад PER/TIM-комплексу. Цей момент - точка відліку, яка і налаштовує біологічний годинник. Підраховано, що приблизно 7% людей потребують подібного щоденного сінхронізуючого імпульсу, який власне й встановлює ціркадіанні цикли.
В умовах недостатньої освітленості в зимову пору року (рано темніє і пізно світає) початок робочого дня люди проводять при штучному освітленні. При цьому відсутній головний фактор, що сприяє розпаду PER / TIM -комплексу, - необхідна освітленість. Саме тому в клітинах супрахиазматичних ядер білковий комплекс буде існувати більш тривалий проміжок часу, обумовлюючи симптоматику, описану вище.
Вільний хід годинника може відрізнятися від добового ритму. Він залежить від віку і статі . При тривалому перебуванні в темряві тривалість вільного ходу становить менше 24 год, а при постійній освітленості цей проміжок часу навпаки, перевищує 24 год.
Зимова депресія добре лікується тільки світлом. Позитивний ефект в лікуванні цієї патології дає светотерапія з інтенсивністю в 10 000 лк у ранкові години. Це приблизно у 20 разів перевищує інтенсивність звичайного внутрішнього освітлення. Випускаються спеціальні джерела світла, які мають близький до сонячного спектральний склад. Час світлової терапії вибирається індивідуально.
Для більшості пацієнтів тривалість даної процедури становить 15 хв. У цей час можна виконувати будь-яку домашню роботу, приймати їжу, читати. Велика частина хворих відзначає позитивний ефект вже через кілька днів після початку процедур, з повним зникненням симптомів протягом наступних двох тижнів. Побічними ефектами світлотерапії можуть бути головні болі.
Медикаментозне лікування може включати призначення антидепресантів: лустрал, прозак. Додатковим засобом лікування може бути психотерапія.
Встановлено також, що при зміні часових поясів, тобто при «ламанні» ціркадіанних циклів (наприклад, при осінньому і весняному переведення годинника), добрий результат дає перебування людини на сонячному світлі протягом 2 днів по 3 години.
Крім цього, слід мати на увазі, що мелатонін в організмі - антипухлинний фактор, має велике значення для багатьох фізіологічних функцій, є антиоксидантом і іммуностимулятором.
Цікаво відзначити, що, за наявними даними, нуклеотидна послідовність гена CLK відповідальна за існування в людській популяції певних хронотипів – більш відомих як «сови» і «жайворонки». У перших з них в 3111-м положенні зазначеного гена присутній цитозин, що кардинальним чином змінює хід біологічного годинника.
2.3.2 Ультрафіолетове випромінювання
Ультрафіолетова радіація - частина електромагнітного спектра, яка знаходиться між самою м'якою частиною іонізуючого випромінювання, з одного боку, і видимим спектром - з іншого. Нижнє обмеження спектра (100 нм) еквівалентно енергії фотона в 12,4 еВ, яка приблизно відповідає енергії іонізації у біологічних структурах.
В ультрафіолетовому випромінюванні (УФІ) виділяють три діапазони:
УФА (UV-A) - 400-320 нм - довгохвильове випромінювання, яке добре проникає в шкіру. Є домінуючою частиною сонячної радіації. Слабо поглинається в атмосфері і тому досягає поверхні Землі. Крім цього, генерується спеціальними лампами, які застосовують в соляріях;
УФВ (UV-B) - 320-280 нм – середньохвильова радіація, яка головним чином і обумовлює засмагу у людини. Значна частина цього спектрального діапазону сонячного світла поглинається стратосферним озоном;
УФС (UV-C) - 280-200 нм - короткохвильова, бактерицидна радіація. Вся ця спектральна область сонячного світла поглинається в стратосфері. Генерується бактерицидними лампами, а також під час електрозварювання.
Основна частина сонячного УФІ - до 290 нм - активно поглинається озоновим шаром стратосфери. Інтенсивність впливу ультрафіолетового випромінювання залежить від метеорологічних умов і географічного розташування.
Головна мішень дії ультрафіолетового випромінювання - шкіра людини, так як глибше воно не проникає. Як відомо, шкіра людини складається з епідермісу (0,07-0,12 мм) і дерми (1-2 мм). В епідермісі поглинається велика частина ультрафіолету.
Епідерміс - це багатошаровий епітелій, що складається головним чином з епідермальних клітин - кератиноцитів. Кератиноцити утворюють п'ять паралельних поверхневих шарів, кожен з яких відповідає певній стадії диференціації кератиноцитів. До дермі примикає базальний шар ( stratum basale ), потім йдуть шіповидний ( stratum spinosum ), зернистий ( stratum granulosum ), блискучий і роговий шари ( stratum comeum ). Базальні клітини мають стовбчасту форму, здатні ділитися і відповідають за ріст епідермісу. Зернисті клітини сплощені і містять гранули кератогіалину. Роговий шар складається з відмерлих плоских кератиноцитів. У базальному шарі знаходяться меланоцити - пігментні клітини нейроектодермального походження, які мають гранули - меланосоми з меланіном. Ці клітини містять фермент тирозиназу, який бере участь у перетворенні тирозину в меланін, і під дією світла можуть різко змінювати свою форму, утворюючи псевдоподії. Меланоцити розподілені по тілу нерівномірно. У шкірі чола знаходиться цих клітин в два рази більше, ніж у шкірі верхніх кінцівок. Бліді люди містять пігментних клітин не менше, а ніж смугляві індивідууми. Різниця в пігментації їх шкіри пояснюється тим, що клітини продукують різну кількість меланіну.
Під епідермісом лежить дерма, має два шари - сосочковий і ретикулярний. Поверхневий, сосочковий шар сформований пухкою сполучною тканиною, пронизану колагеновими, еластиновими, м'язовими і нервовими волокнами, а також кровоносними судинами (капіляри, венули, артеріоли). У ретикулярному шарі містяться також мастоцити та інші типи клітин.
Завдяки високому вмісту поглинають світло речовин (білки, нуклеїнові кислоти, пігменти), а також неоднорідностям шкіра за рахунок поглинання, відбивання та розсіювання добре послаблює оптичне випромінювання. УФІ з довжиною хвилі <315 нм поглинається майже повністю вже у епідермісі.
УФІ - найважливіший фактор синтезу вітаміну D 3 в організмі людини. При цьому провітамін D3 під впливом УФВ перетворюється спочатку в превітамін D 3 , а потім ізомеризується під дією тепла (t = 37 ° C) у вітамін D3 . Згідно з даними ВООЗ для щодобового синтезу 400 одиниць вітаміну D3 необхідна доза 60 МЕД (мінімальних еритемних доз) на рік, що рівнозначно щоденному перебування на сонячному світлі протягом 15 хв.
2.3.2.1 Негативний вплив УФ випромінювання на організм людини
На клітинному рівні існує 3 «мішені» для УФІ: ДНК, білки, ліпіди. Пошкодження ДНК відіграє основну роль у розвитку подальшої патології у людини. В результаті фотохімічних реакцій з азотистими основами можуть утворюватися тимінові дімери; хімічно змінені азотисті основи - гідрат урацила; 5-S-цистеїн, 6-гідроксітімін; пірімідінтімін і ін. Наслідком цього можуть бути хромосомні аберації, мутагенний ефект, канцерогенез. Дані процеси відбуваються не тільки в клітинах шкіри, але і в клітинах крові - лімфоцитах, які потрапляють в підшкірні капіляри. Крім цього, під дією УФІ активується процес перекисного окислення ліпідів, що призводить до пошкодження біологічних мембран.
Природний захист від УФІ включає кілька механізмів. Утворення засмаги, пов'язане з синтезом меланіну. Меланін в силу своєї будови здатний поглинати фотони і цим самим послаблювати інтенсивність діючого випромінювання. Крім того, цей пігмент - «пастка» вільних радикалів, що утворюються при опроміненні шкіри. Нарешті, меланін пов'язує іони заліза, які каталізують процес окисного стресу і тим самим збільшують рівень перекисного окислення ліпідів. У результаті меланін інгібує ланцюгові реакції окислення ліпідів та інші вільнорадикальні реакції.
У процесі еволюції вироблено кілька механізмів пігментації, здатних захищати організм від шкідливого впливу УФІ.
Механізм прямої пігментації є резервним механізмом. У клітинах шкіри навколо ядер навіть у не засмаглій шкірі є меланін. При дії УФІ окислюється безбарвна, відновлена форму меланіну. Пігментація виникає без прихованого періоду і досягає максимуму вже через годину. Цей механізм запускається від УФА, тобто від «м'якого» УФІ. Слід враховувати, що від м'якого УФІ не просто засмагнути. Однаковий загар від УФВ формується за 15 с, а від УФА - за 75 хв. Це призводить до того, що для отримання засмаги в соляріях доводиться збільшувати дозу УФА, що може призводити до більшого шкідливого впливу на клітини шкіри.
Від впливу УФВ запускається інший, набагато більш потужний механізм - еритемний ( непряма пігментація ). Спектральний максимум його лежить в області 290 нм. В результаті впливу УФВ відбувається утворення еритеми. У механізмі цього способу пігментації лежить розширення судин, що призводить до збільшується притоку крові, що підвищує судинну проникність і ексудацію нейтрофільних лейкоцитів. Еритема з'являється після прихованого латентного періоду, що триває від 1 до 8 годин, і триває до одного дня і більше. Високі дози УФ-радіації ведуть до скорочення прихованого періоду і великої тривалості еритеми. Інтенсивність еритеми збільшується зі зростанням дози УФВ. Ступінь гіперемії відрізняється для еритем, викликаних різними довжинами хвиль УФВ. Є принаймні два різних еритемних механізму: один заснований на впливі радіації на поверхневі судини, завдяки чому їх розширення викликає почервоніння шкіри; інший - на непрямому, коли промені діють на епідерміс і розширення судин викликається активними речовинами, які діють на судини в дермі (простагландини). В результаті розвитку еритеми запускається механізм синтезу меланіну. При цьому з амінокислоти тирозину під дією тирозинази і подальшої полімеризації продукту синтезується меланін .
Дві перші стадії утворення меланіну проходять за участю ферментів. Наступні реакції легко здійснюються спонтанно за участю супероксидного та інших вільних радикалів. Пов'язаний з білками меланін шляхом аксонального транспорту переноситься в верхні шари шкіри, виявляється в верхньому роговому шарі, де і виконує функцію фільтру. УФІ викликає такі ефекти на шкірі людини:
активується проліферація меланоцитів;
меланоцити гіпертрофуються і випускають розгалужені цитоплазматичні вирости - псевдоподії;
збільшується число меланосом;
збільшується швидкість утворення меланіну в меланосомах;
посилюється перенесення меланосом в кератиноцити, що збігається зі збільшенням швидкості поділу і змін кератіноцитів;
збільшується обсяг меланосом (особливо виражений у представників кавказької і монголоїдної рас);
в епідермісі знижується концентрація сульфгідрильних з'єднань, які пригнічують тирозиназу, за рахунок чого зростає активність цього ферменту.
Утворення з транс-цис-форми уроканової (уроканінової) кислоти. Це з'єднання виділяється з потом людини і здатне захоплювати кванти УФІ. У темряві відбувається зворотна реакція з виділенням теплоти. Під час купання кислота разом з потом змивається, що і обумовлює більш легке утворення засмаги після прийняття водних процедур.
Зроговіння верхнього шару шкіри. Спочатку УФ-радіація гальмує ділення клітин в шкірі. Одразу після опромінення відзначається припинення поділу клітин шкіри на термін до 24 год і більше. Подальше прискорення поділу клітин викликає гіперплазію епідермісу з максимумом через 5-6 днів, що супроводжується втратою зайвого клітинного матеріалу (лущення).
Встановлено, що різні спектральні діапазони УФІ не однаково впливають на шкіру людини, основною реакцією якої є розвиток еритеми . Наприклад, шкіра є в 100 разів більш чутливою до УФІ з довжиною хвилі ( λ ) = 298 нм, ніж з λ = 319 нм. Внесок різних діапазонів УФІ в формування еритеми відображає так званий спектр еритемної дії (СЕД), значення якого висловлюють в одиницях потужності потоку УФІ, що припадає на одиницю площі (Вт/м2 ). Згідно з рекомендаціями міжнародних організацій максимальним значенням СЕД слід вважати величину 0,25 Вт/м2 . У повсякденному практиці при моніторингу рівня ультрафіолетового випромінювання більшість країн використовують так званий індекс ультрафіолетового випромінювання (УФ-індекс), який повідомляється населенню через засоби масової інформації. УФ-індекс розраховується шляхом множення СЕД на коефіцієнт 40. Згідно з цим УФ-індекс при максимально допустимому рекомендованому впливі УФІ з СЕД, рівним 0,25 Вт/м2 , буде становити 10 Вт/м2 (0,25 Вт/м2 * 40 = 10 Вт/м2 ).
ВООЗ рекомендує наступну градацію УФ-індексів:
1-2 - низький; 3-5 - середній; 6-7 - високий; 8- 10 - дуже високий; 11 і більше - екстремальний.
Кожна людина характеризується індивідуальною чутливістю шкіри до дії УФІ. Всього відомо шість типів чутливості шкіри до дії УФІ, проте у середніх широтах виділяють чотири основні типи.
I тип. Особливо чутлива шкіра. Індивідууми відрізняються блакитним або зеленим кольором очей, наявністю веснянок, часто рудим кольором волосся. Засмагають погано чи майже не засмагають.
II тип. Чутлива шкіра. Люди з цією чутливістю шкіри характеризуються блакитним, зеленим або сірим кольором очей, світло-русявим або каштановим волоссям.
III тип. Нормальна шкіра. У індивідуумів темно-русяве або каштанове волосся. Очі сірі або світло-карі. Легко загоряють.
IV тип. Нечутлива шкіра. Люди з цим типом відрізняються смаглявою шкірою, темними очима і темним кольором волосся.
Для людини величиною, що характеризує вплив УФІ, є мінімальна еритемна доза (МЕД) - така, доза ультрафіолетового випромінювання, яка викликає на не засмаглій шкірі гіперемію або еритему через 8-10 годин. Підраховано, що одна одиниця МЕД відповідає енергії 250 Дж / м 2 і викликає вказаний ефект у індивідуумів з II типом чутливості шкіри. Інші типи чутливості шкіри мають свої значення щільності потоку .
Значення доз і допустимих рівнів УФІ для різних типів шкіри
Тип шкіри |
Доза УФІ, Дж / м 2 |
Допустимий рівень, МЕД |
I |
200 |
0,8 |
II |
250 |
1,0 |
III |
350 |
1,4 |
IV |
450 |
1,8 |
Згідно з рекомендаціями міжнародних організацій для непігментованої шкіри всіх типів чутливості допустимим рівнем (ДР) є доза 0,4 МЕД на добу; для індивідуума з засмаглою шкірою II типу чутливості допустимим рівнем УФІ є доза 1 МЕД на добу.
Максимальним допустимим кумулятивним (протягом одного року) значенням МЕД на рік для II типу шкіри рекомендовано вважати величину рівну 50. Для III і IV типів - 70 і 90 МЕД відповідно.
Можлива модифікація світлочутливості шкіри. Відома група з'єднань, здатних збільшувати чутливість шкіри до дії УФІ (сенсибілізатори). До них відносяться деякі лікарські препарати: аспірин, ібупрофен, індоцід, лібриум, бактрим, пеніцилін, лазикс. Є і природні сполуки, які мають подібну дію. Сюди відносяться фуранокумаріни, які знайдені в рослинах, наприклад в селері, вони можуть вести до фотоповрежденія шкіри.
Деякі хімічні сполуки навпаки, мають захисні властивості по відношенню до ушкоджуючого впливу квантів УФІ, які реалізуються шляхом їх поглинання і розсіювання. До них відносяться пара-амінобензойна кислота або її ефіри, власне меланін, отриманий з різних природних джерел (наприклад, гриби), які додають в різні сонцезахисні лосьйони і креми.
Зміна чутливості шкіри до дії уфі використовується для лікування ряду шкірних захворювань (псоріазу, вітіліго, деяких видів облисіння) шляхом так званої пуфа-терапії (комбінована дія псораленов і УФА). Хворому на шкіру наносять розчин фурокумаріну (локальна терапія) або він приймає таблетку фурокумаріни (системна терапія). З плином часу, необхідного для проникнення препарату в епідерміс і дерму, проводять опромінення шкіри хворого УФА. Доза разового опромінення не повинна викликати еритему. Утворений з часом меланін послаблює ПУФА-вплив і до кінця курсу лікування доводиться збільшувати дози опромінення УФА в кілька разів.
Ефекти дії УФІ можуть бути розділені на дві основні групи, а саме детерміновані і стохастичні.
Для детермінованих ефектів, тяжкість яких у опроміненого індивідуума змінюється відповідно до дози, існує поріг, нижче якого ефекти невідомі. Через обмежену проникальну здатність квантів УФІ первинні ефекти у людини будуть по суті обмежені шкірою і очима. Ранні детерміновані ефекти дії УФІ - фототоксичні, фотоалергічні реакції шкіри, а також фотокератит і кон'юнктивіт, які з'являються через 2-14 годин після опромінення. До пізніх ефектів належить катаракта. УФІ при тривалому впливі негативно впливає на синтез нерозчинного білка кришталика ока (кристалиніну), викликаючи його дімеризацію. Епідеміологічні дослідження вказують на те, що сонячне світло, особливо УФВ, є одним з головних чинників розвитку катаракти. Люди з віддаленим кришталиком характеризуються підвищеним ризиком пошкодження сітківки навіть від впливу УФА.
До стохастичних ефектів відносяться злоякісні новоутворення шкіри:
базально-клітинна карцинома характеризується інфільтруючим зростанням на обличчі, майже не дає метастазів;
сквамозно-клітинна карцинома характеризується інфільтруючим зростанням на обличчі і губах. Прогноз при цьому виді захворювання гірше;
меланома - найбільш злоякісна пухлина. Прогноз залежить від розміру пухлини. Якщо пухлина менше 1 мм в діаметрі, то 90% хворих живуть більше 5 років. В цілому смертність від меланоми щорічно збільшується в світі на 4% (кожну годину від меланоми помирає одна людина). У США з 1930 г . її поширеність збільшилася на 1900%. У Норвегії кількість цієї патології збільшилася на 350% у чоловіків і на 440% у жінок протягом періоду з 1957 по 1984 г .
У чоловіків меланома зустрічається найбільш часто на голові, шиї, спині через більшої дози УФ-опромінення цих частин тіла. У жінок меланома може з'являтися також на нижніх кінцівках. Більш рідкісна локалізація - на долонях і підошвах. Шанс розвитку меланоми збільшується з віком. Серед африканців середній ризик розвитку меланоми приблизно в 15 разів нижче, ніж у білого населення. Меланома рідкісна у дітей у віці до 12 років. Причиною її розвитку найчастіше є родимі плями, піддані УФ-опромінення.
Захисний екран в атмосфері відносно проникнення УФІ - озоновий шар Землі. При зменшенні на 1% середньої товщини шару озону поширеність карциноми базальних клітин збільшиться приблизно до 3%, а сквамозно-клітинної карциноми приблизно до 5%. Фактори ризику для розвитку пухлин шкіри можна позначити абревіатурою ЧІНРРР (Ч - чутливість шкіри; І - історія засмаги, тобто світлові пошкодження шкіри (сонячні опіки), отримані у віці до 15 років; H - спадкова схильність до виникнення меланом; P - родимі плями у великій кількості; P - родимі плями більш 1,5 см в діаметрі; P - рудий колір волосся, веснянки).
Однією з причин цього досить небажаного явища може бути надмірна інсоляція певної частини населення в умовах високоінтенсивного УФІ (Туреччина, Азія, Північна Африка) влітку і особливо при відпочинку в зимову пору року, а також застосування довгохвильового ультрафіолетового випромінювання (УФА), яке переважає в соляріях. Об'єктом його впливу можуть бути диспластичні невуси (родимки).
Припускають, що механізм несприятливого впливу УФА наступний: кванти УФІ спочатку захоплюються меланіном невомеланоцитів. Надалі відбувається передача збереженої енергії в ядро, на ДНК, яка призводить до пошкодження цієї макромолекули. Подібні зміни, якщо вони не були репаровані, в подальшому можуть з'явитися точками мутації, в тому числі і злоякісної трансформації клітини.
Диспластичні невуси є достатньо поширеними, і індивідууми успадковують особливості цих пігментних утворень. Дуже важливо вміти визначати ці утворення, диференціювати їх від звичайних родимок, а також пояснювати пацієнтам їх потенційну небезпеку (наприклад, рекомендувати уникати соляріїв, надмірних сонячних ванн). Ці заходи дозволяють зменшити число злоякісних новоутворень шкіри і зменшити смертність.
Особливості диспластических невусів можна підсумувати абревіатурою АКДЦ (А - асиметрія, К - нерівні краї, Д - більший діаметр, Ц - змінений колір).
Клінічна характеристика звичайних родимок, диспластичних невусів і меланоми
ХАРАКТЕРИСТИКА |
ЗВИЧАЙНІ РОДИМКУИ |
ДИСПЛАСТИЧНІ НЕВУСИ |
МЕЛАНОМА |
ФОРМА |
Виражена симетрія |
Слабка асиметрія |
Виражена асиметрія |
КРАЇ |
Чіткі |
Нечіткі, нерегулярні, переходять в шкіру |
Нерегулярні, часто гострі |
КОЛІР |
Однорідний, зазвичай коричневий |
Чорний, коричневий, червоний, рожевий |
Чорний, коричневий, червоний, синій, білий |
РОЗМІР |
До 6 мм |
Понад 6 мм |
Понад 6 мм |
ПОВЕРХНЯ |
Рівна, вузлова, однорідна |
Підняті краї, неоднорідна |
Вузлувата, часто підняті краї, неоднорідна |
КІЛЬКІСТЬ |
10-40 |
50-100 або більше |
понад 40 |
До впливу УФІ слід віднести і імунодепресивний ефект. УФІ змінює поширення субпопуляції циркулюючих лімфоцитів, зменшує число і пригнічує функцію клітин Лангерганса в шкірі, що також може сприяти канцерогенезу.
2.3.3 Геомагнітні фактори
Вплив магнітного поля на людину тісно пов'язаний з сонячною активністю (геліогеофізичними факторами). Ці фактори - частина єдиного фізичного процесу, який починається на Сонці і закінчується на Землі.
Сонце має шарувату будову. У кожному з шарів відбуваються свої фізичні процеси, що призводять до випускання в міжпланетний простір не тільки електромагнітного випромінювання, але і потоку заряджених часток, які беруть участь у формуванні первинного космічного випромінювання. Кожну секунду випромінюється енергія, еквівалентна приблизно 4 млн тон маси. Ця енергія народжується в ядрі в ході злиття чотирьох ядер водню в ядро гелію. При температурі 14 млн o C в три стадії відбуваються такі процеси .
У фотосфері Сонця спостерігається поглинання гамма-квантів (hν) і випускаються кванти з більшою довжиною хвилі, а також ультрафіолетове і видиме випромінювання. У верхньому конвекційному шарі, який має набагато меншу температуру, енергія в основному виділяється шляхом конвекційних процесів. Дані процеси в плазмі формують потужні магнітні поля і грають важливу роль в утворенні сонячних плям і викидів плазми (викид волокон, протуберанці). В результаті всього цього в міжпланетний простір випускається хвильове випромінювання широкого спектра (від інфрачервоного до рентгенівського), а також потік прискорених заряджених частинок, які утворюють первинне космічне випромінювання. Корпускулярна складова складається з потоку заряджених частинок, протонів, електронів, атомів гелію і кисню ( «сонячний вітер» ).
Частинки мають швидкість приблизно 400 км / с (1,4 млн км / год) і щільність - десятки частинок на 1 см2 . Поверхні Землі вони досягають приблизно за 4-5 днів. Наявність металевого ядра у Землі, осьове обертання і рух по орбіті перетворюють нашу планету в величезний уніполярний електричний двигун. У результаті цього в ядрі протікають струми в трильйони ампер, які і обумовлюють наявність магнітного поля. Магнітне поле Землі служить захистом від сонячного вітру, і останній досить складним чином взаємодіє з магнітосферою Землі. Протони несуть позитивний заряд, отже, з їх рухом пов'язані магнітні явища.
Магнітне поле Землі по своїй величині досить невелике (0,6 Гс). Крім цього, воно є дипольним. Магнітна вісь земного магніту розташована не вздовж географічної осі, а складає з нею кут 11 °, тобто магнітні та географічні полюси не співпадають.
Силові лінії магнітного поля - вектори, тобто вони характеризуються певною орієнтацією. Лінії спрямовані вертикально вгору від Північного магнітного полюса (він розташований в Південній півкулі), а на Південному магнітному полюсі (в Арктиці) спрямовані вниз. На екваторі вони паралельні земній поверхні. Магнітосфера взаємодіє і з магнітним полем Сонця. При цьому антипаралельність магнітних полів полегшує вхід заряджених частинок в іоносферу, і, навпаки, паралельність їх векторів перешкоджає цьому процесу. Магнітне поле Землі через існування «сонячного вітру» взагалі не симетрично. З денного боку, який «в лоб» обдувається «сонячним вітром», магнітне поле притискується ближче до Землі і вже на відстані 10 земних радіусів (приблизно 64 тис. км) закінчується. На протилежному боці, нічному, ситуація зворотна. Тут сонячний вітер тисне на магнітне поле тільки з боків. Тому силові лінії магнітного поля витягуються на дуже великі відстані (до 100 і більше земних радіусів). Все це впливає на взаємодію заряджених частинок сонячного вітру з магнітними лініями поля.
Заряджені частинки можуть проникати в атмосферу Землі в області воронок, які є на Північній і Південній півкулях. Другий шлях їх проникнення в атмосферу - через шлейф або хвіст. Чим далі від Землі, тим менше напруженість магнітного поля. У сильно віддаленому хвості магнітосфери напруженість магнітного поля дуже мала, і вона не може перешкоджати проникненню заряджених частинок всередину цього поля, в крайові області. Ці області з'єднуються силовими лініями магнітного поля з високими широтами Північної і Південної півкуль (70-ті широти). Рухаючись уздовж силових ліній поля, часточки прискорюються і, потрапляючи у верхні шари атмосфери, взаємодіють з атомами і молекулами газів.
Отже, не тільки на денній, а й на нічній стороні Землі можливе проникнення заряджених частинок в атмосферу. Утворюється як би овал, який оточує полярну шапку, на денній стороні 1000 км від геомагнітного полюса, на нічний - приблизно 2000 км. Ці місця так і називають - овали полярних сяйв або Аврора. Аврора утворюється за рахунок іонізації газів атмосфери. Цей процес породжує випускання широкого спектра світла від інфрачервоного до ультрафіолетового. Наприклад, зеленувато-біле світіння обумовлене емісією атомів кисню. Рожеве світло походить від іонізації молекул азоту. Аврора спостерігається в області двох полюсів: Північного і Південного.
Як було відзначено, заряджені частинки, що вторглися в атмосферу (іоносферу) на високих широтах, викликають сильну іонізацію атомів і молекул, в результаті цього атмосферний газ має здатність проводити електричний струм. В овалі полярних, сяйв інтенсивність електричних потоків підвищена, і, отже, в них тече електричний струм. Є два електричних потока: один зі сходу на захід, інший в протилежному напрямку. Ними породжується вторинне, додаткове магнітне поле. Таким чином, сонячний вітер і магнітосфера Землі формують електричний генератор, який перетворює кінетичну енергію частинок сонячного вітру в електричну. Потужність такого генератора становить 10 12 Вт.
Сонячна активність має 11-річну періодичність. Є кілька сонячних циклів: короткі, середні, довгі. Короткий цикл становить 11 років, середній - 110 і 300 років, довгий цикл - близько 11 тис. Років. Крім цього, можливі раптові збільшення активності, що виражається в появі на Сонце темних плям, освіті волокон, корональних дір і ін.
Навіть при сонячної спалаху середньої інтенсивності виділяється величезна кількість енергії (приблизно 10 25 Дж). При цьому викидаються в міжпланетний простір потоки заряджених частинок, енергія і швидкість яких більше, ніж енергія частинок сонячного вітру. Один з найпотужніших зареєстрованих спалахів сталвся 31 березня 2001 г . Енергія протонів при цьому спалаху була в 20 тис. разів більше, ніж енергія частинок звичайного сонячного вітру.
Потік електромагнітної енергії досягає поверхні Землі за 8 хв, а потік високошвидкісних частинок - за 12-24 год. Під їх тиском магнітосфера Землі на денній стороні стискується приблизно вдвічі (до 3-4 земних радіусів). Через сильне стиснення магнітосфери Землі збільшується напруженість магнітного поля. Починається магнітна буря, яка охоплює усю планету. Початкова фаза магнітної бурі триває 4-6 годин. По закінченні цього часу розміри магнітосфери відновлюються або навіть збільшуються. Період зниження напруженості магнітного поля називають головною фазою, триває вона близько 10-15 годин. Після головної фази розпочинається відновлювальна фаза (кілька годин), в процесі якої магнітосфера коливальним чином відновлює свої початкові розміри.
Фактори, що впливають на людину під час магнітної бурі:
інфразвукові електромагнітні коливання (поширюються з області високих широт);
мікропульсації магнітного поля Землі (найбільший вплив на нервову систему людини надають пульсації з частотою 0,1 Гц);
зміна інтенсивності УФІ, метеоумов, атмосферної електрики, радіоактивності за рахунок ексгаляції радіоактивного газу радону.
Безпосереднім і головним провідником на людину змін сонячної активності, пов'язаних з геомагнітної активністю, як вважають, є інфранизькі електромагнітні коливання. У механізмі їх виникнення важливу роль відіграють особливості будови Землі та її атмосфери. Таку систему німецький фізик В.О. Шуман (1888-1974) запропонував розглядати як сферичний резонатор, що має дві заряджені складові частини.
Одна з них представлена струмопровідною частиною поверхні планети (вода морів, океанів, річок, родючий шар ґрунту з сольовими розчинами). У підтримці електричного заряду цієї частини значну роль відіграє грозова діяльність, яка в основному має місце в тропіках (кожну секунду на Землі відбувається близько 100 гроз). Другою зарядженою і струмопровідною частиною згаданого резонатора є нижній шар іоносфери (шар Хевісайда, названий на честь англійського фізика, який відкрив його в 1902 р.), у якому, як говорилося вище, під впливом первинного космічного випромінювання здійснюється масивна іонізація газів.
У проміжному шарі резонатора товщиною близько 100 км, що має діелектричні властивості, створюються умови для виникнення стоячих, інфранизьких електромагнітних коливань зі строго фіксованими частотами. Ці частоти можуть бути обчислені в такий спосіб: швидкість світла становить близько 300000 км / с, діаметр Землі дорівнює 6371 км, її окружність - 40000 км. Отже, довжина хвилі першого порядку повинна складати 300000 / 40000 = 7,5 Гц. Експериментально підтверджено, що в дійсності частота основної хвилі дорівнює 7,8 Гц. Так як хвилі Шумана є стоячими (прикладом стоячій хвилі може служити гітарна струна, яка закріплена по краях і здатна коливатися лише в центрі), є кілька їх похідних .
Через своїх властивостей хвилі Шумана є незгасальними, тобто поширюються на величезні відстані без зменшення інтенсивності, але їх частота залежить від часу доби (в нічний час з-за зменшення товщини шару іоносфери частота електромагнітних коливань знижується до декількох герц). Слід звернути увагу, що серед хвиль Шумана домінує одна, яка близька до частоті 8 Гц. Саме цим і пояснюється їх безпосередній вплив на організм людини, а саме на нервову систему організму, так як частота 8 Гц збігається з частотою α-ритму головного мозку людини. Він знаходиться в стані резонансу з домінуючою частотою хвиль Шумана. Вночі, як було зазначено вище, частота основної похідної хвилі Шумана знижується приблизно до 5 Гц. Цією же частоті відповідає дійсності та частоти на електроенцефалограмі (ЕЕГ) сплячої людини.
Інтенсивність інфранизьких коливань (хвиль Шумана) дуже низька і становить всього 0,01 пВт/см2. Підвищення амплітуди хвиль Шумана або відхід від фіксованих частот в сторону їх підвищення найбезпосереднішим чином здатні впливати на нервову систему людини: змінюється його реакція на дії зовнішніх подразників, з'являється почуття тривоги, несвідомого страху і т.д. Через нервову систему цей тип впливу може поширюватися на ендокринні залози і, отже, негативно впливати на весь організм в цілому.
Найбільш часто серед людей зустрічається середній рівень магніточутливості - 70%; низький і високий значно рідше - 14 і 16% відповідно. Таким чином, навіть серед групи практично здорового населення у 16% спостерігається висока динаміка короткочасної перебудови вегетативно-гуморальної і серцево-судинної систем при зміні геомагнітного поля.
Як відомо, життєдіяльність будь-якого організму супроводжується протіканням всередині нього слабких електричних струмів - біострумів, а сам живий організм є автоколивальні систему з виділеним набором ендогенних біоритмів. Найбільш характерними короткоперіод- ними ритмами ЦНС здорової людини в стані спокою слід вважати колебательную активність електричних і магнітних полів головного мозку (2-30 Гц), частоту серцевих скорочень (1-1,2 Гц), частоту дихальних рухів (0,3 Гц), періодичність коливань артеріального тиску (0,1 Гц) і температури (0,05 Гц).
Як з'ясувалося останнім часом, магнітне поле організму людини - сума двох складових: власного магнітного поля, яке обумовлено біострумами окремих органів (серце, мозок і ін.), та наведеного магнітного поля, обумовленого рухом струмопровідної рідини (електроліту), яким є кров. Коливання магнітного поля Землі - зовнішній сигнал, який сінхронізує ендогенні ритми. Індуковані зовнішнім магнітним полем біоструми в свою чергу породжують вторинне магнітне поле, що характеризує конкретного суб'єкта. Вплив магнітного поля відбувається прямим чином на кровоносну систему і завадовим індуктивним - на нервову систему (висока електрична провідність крові; електрична активність м'язових і нервових клітин). Ступінь ефекту (крім співвідношення між розмірами тіла і довжиною хвилі) залежить від орієнтації тіла відносно геомагнітної хвилі і місця знаходження суб'єкта, що може у багато разів змінити електромагнітне поглинання.
Імовірність резонансної реакції відображується на загальному стані людини. Так, при близькості частот скорочення м'яза серця і магнітних збурень виникає резонансне зростання вихрових рухів, що фактично може призвести до порушення кровообігу, причому резонансна частота залежить і від стану стінок кровоносних судин, і здатності згортання крові, яка також змінюється в період магнітних бур.
Відомо, що перший підйом серцевих аритмій у людини (в 24% випадків) спостерігається за два дні до початку магнітної бурі. Це за часом збігається з приходом до Землі електромагнітного випромінювання з сонячної корони. Наступний підйом (25%) починається в день бурі і досягає свого максимуму через добу. Третій підйом (28%) припадає на п'ятий день, коли починають діяти метеорологічні фактори. На сьому добу відзначається зниження рівня аритмій нижче контрольного рівня (5%), що пов'язано з максимальною мобілізацією механізмів адаптації в результаті неодноразового впливу стресових факторів (радіовипромінювання, геомагнітне обурення, зміна погоди).
Дані показують, що здорові системи здорового організму сприймають різкі варіації геомагнітного поля як синхронізуючий зовнішній сигнал. Для них магнітні бурі - скоріше позитивний процес. Хворі ж органи демонструють різку патологічну зміну параметрів, що виявляється спочатку оборотним десинхронозом, а потім наростанням суб'єктивних хворобливих змін. При сильних відхиленнях у багатьох органах і системах спостерігається нездатність організму повернутися до синхронного функціонування, що в критичних граничних випадках закінчується незворотними змінами типу інфаркту, інсульту або навіть летальними наслідками.
При зіставленні щодобових даних реанімаційних бригад з параметрами зовнішнього середовища виявлено, що магнітні бурі в поєднанні з низьким атмосферним тиском дають переважання кількості інфарктів, поєднання ж різких змін геомагнітного поля з підвищеним атмосферним тиском призводить до збільшення числа інсультів. Крім цього, в організмі людини відбувається утворення вільних радикалів (окислювальний стрес), що призводять до стимуляції перекисного окислення ліпідів на тлі розвивається дефіциту антиоксидантів. Основні радикали наступні: синглетний кисень, супероксидний радикал ( O2 ), гідроксид-радикал ( ОН ), перекис водню ( H2O2 ), вільні радикали органічних молекул.
Головні ефекти дії вільних радикалів: перекисне окислення ліпідів, утворення дисульфідних містків в білках, активація ліпаз, фосфоліпаз і пошкодження ДНК.
Окислювання сполук типу глютатіону (GSH) пов'язано з продукцією радикалів кисню і тиолів. Меркаптани, хоча менш реактивні, ніж гідроксидні радикали, мають здатність утворювати дисульфідні зв'язки в білках, що дестабілізує структуру протеїнів і змінює їх каталітичні функції.
Крім цього, поява вільних радикалів веде до окислення ненасичених жирних кислот і холестерину, що пов'язано з пошкодженням мембран, до порушення активності ферментів, розташованих на мембранах клітин. Відбувається деполімеризація колагену, гальмування передачі нервових імпульсів, руйнування мукополісахаридів синовіальних рідин, лізис еритроцитів. Це тягне за собою порушення обмінних процесів:
• знижується інтенсивність знешкодження ксенобіотиків в мікросомах печінки;
• в крові з'являються не знешкоджені ксенобіотики і вільні радикали, що веде до підвищення тонусу судин;
• знижується тонус жовчовивідних шляхів, що призводить до розвитку холестазу, погіршення роботи кишківника;
• збільшується агрегація тромбоцитів, підвищується в'язкість крові.
Є докази і того, що магнітне поле сприяє зниженню синтезу мелатоніну в епіфізарних клітинах мозку і, отже, через нього може реалізуватися дію геомагнітної бурі на людину.
Геомагнітні бурі впливають на перебіг деяких захворювань:
• збільшується частота серцево-судинних захворювань (гіпертонічна хвороба, стенокардія, інфаркт міокарда). Число цих захворювань збільшується в день геомагнітної бурі, а максимуму досягає на наступний день. Інфаркт міокарда, що виник в день геомагнітної бурі, відрізняється більш важким перебігом. Смертність підвищується на 10-20%;
• зростає захворюваність органів дихання (наприклад, за рахунок загострення хронічних неспецифічних захворювань легенів);
• відбувається зміна психоемоційного стану (синдром психоемоційного напруження);
• збільшується частота передчасних пологів, що викликається не інтенсивністю магнітної бурі, а самим фактом зміни магнітного поля.
Існують основні принципи профілактики несприятливого впливу геомагнітних факторів.
1. Організаційні заходи: складання прогнозів магнітних бур. Супутникові дані спостереження за активністю Сонця публікує НАСА: http: //sec.noaa .gov/SWN/index.html.
2. Постановка хворих на диспансерний облік.
3. Організація роботи кардіологічних бригад «швидкої допомоги» з урахуванням сонячної активності.
4. Обмеження фізичної і психічної навантаження під час магнітної бурі.
5. Зниження калорійності харчування.
6. Завчасний прийом лікарських препаратів: антиоксидантів (вітаміни А, Е, С); седативних і легких антикоагулянтів (аспірин).
2.3.4 Атмосферний тиск (метеочутливість)
Метеочутливість - це реакція організму на вплив метеорологічних (погодних) чинників. Метеочутливість досить широко поширена і виникає при будь-яких, але частіше незвичних для даної людини кліматичних умовах. Погоду «відчуває» близько третини жителів помірних широт. Особливістю цих реакцій є те, що вони виникають у значної кількості людей синхронно зі зміною метеорологічних умов або дещо випереджуючи їх.
Прояви метеочутливості залежать від початкового стану організму, віку, наявності якого-небудь захворювання і його характеру, мікроклімату, в якому живе людина, і ступеня її акліматизації до нього. Метеочутливість частіше відзначається у людей, які мало бувають на свіжому повітрі, зайнятих сидячою, розумовою працею, які не займаються фізкультурою. Саме у них звужені зони так званого мікрокліматичного комфорту.
Для здорової людини метеорологічні коливання, як правило, не є небезпечними. Проте у людей, які не відчувають погоду, реакції на неї все ж виявляються, хоча і не усвідомлюються. Але їх необхідно враховувати, наприклад, водіям транспорту. При різкій зміні метеоумов їм стає важче концентрувати увагу. Звідси може зростати число нещасних випадків.
В результаті хвороб (грипу, ангіни, запалення легенів, захворювань суглобів і ін.) або перевтоми опірність і резерви організму знижуються. Саме тому метеочутливість відзначається у 35-70% людей, що мають різні захворювання. Так, погоду відчуває кожна друга людина з патологією серцево-судинної системи.
Значні атмосферні зміни можуть викликати перенапруження і зрив механізмів адаптації. Тоді коливальні процеси в організмі - біологічні ритми - спотворюються, стають хаотичними. Фізіологічну (безсимптомну) погодну реакцію можна порівняти зі спокійним озером, по якому йдуть хвилі від легкого вітерцю. Патологічна (хвороблива) погодна реакція представляє свого роду вегетативну «бурю» в організмі. Сприяють її розвитку порушення регуляції вегетативної нервової системи. Число вегетативних розладів останнім часом зростає, що пов'язано з дією несприятливих факторів сучасної цивілізації: стресу, гіподинамії, переїдання, недоїдання та ін. До того ж у різних людей функціональний стан нервової системи далеко не однаковий, тому нерідко при одних і тих же захворюваннях відзначаються діаметрально протилежні погодні реакції: сприятливі і несприятливі. Найчастіше метеочутливість спостерігається у осіб зі слабким (меланхоліки) і сильним неврівноваженим (холерики) типом нервової системи. У людей сильного врівноваженого типу (сангвініки) метеочутливість виявляється лише при ослабленні організму.
На організм впливає як погода в цілому, так і окремі її компоненти. Коливання барометричного тиску діють двома шляхами: знижують насичення крові киснем ( ефект барометричних «ям, провалів» ) і механічно подразнюють нервові закінчення ( рецептори ) плеври ( оболонки, що вистилає плевральну порожнину ), очеревини ( вистилає черевну порожнину ), синовіальної оболонки суглобів, а також рецептори судин.
Вітер може викликати сильне збудження нервової системи шляхом подразнення рецептори шкіри.
Вологість повітря відіграє роль в підтримці концентрації кисню в атмосфері, впливає на тепловий обмін і потовиділення. Особливо чутливі до високої вологості хворі на гіпертонічну хворобу та атеросклероз. У більшості випадків загострення захворювань серцево-судинної системи виникає при високій відносній вологості (80-90%). У багатьох людей дощові дні накладають відбиток навіть на зовнішній вигляд, нерідко обличчя стає блідим.
При різкій зміні температури виникають спалахи гострих респіраторних інфекційних захворювань.
Надлишок позитивних аероіонів, що утворюються у спекотну і вологу погоду, може викликати загострення захворювань серця.
Розрізняють три ступені метеочутливості. Легка ступінь проявляється тільки суб'єктивним нездужанням. При вираженій метеочутливості середнього ступеня відзначаються чіткі об'єктивні зрушення: зміни артеріального тиску, електрокардіограми і т.п. При тяжкому ступені метеочутливості спостерігаються різко виражені порушення, які проявляються п'ятьма типами метеопатичних реакцій. При серцевому типі виникають болі в області серця, задишка. Мозковий тип характеризується головними болями, запамороченнями, шумом і дзенькотом у голові. Змішаний тип - поєднанням серцевих і нервових порушень. При астеноневротичному типі відзначаються підвищена збудливість, дратівливість, безсоння, змінюється артеріальний тиск. Зустрічаються люди, які не можуть чітко локалізувати прояви метеочутливості. Це невизначений тип реакції, що характеризується загальною слабкістю, скаргами на біль і ломоту в суглобах, м'язах і т.п. Особи, які страждають тяжкими формами метеочутливості, повинні перебувати під спеціальним диспансерним наглядом.