Человек, как биологический объект, так и в процессе своей социально-бытовой деятельности постоянно подвергается воздействию ряда факторов окружающей среды, в том числе и физических факторов атмосферы, таких как температура, влажность, действие ветровой энергии, атмосферному давлению, электрическим атмосферным воздействиям, элементам солнечной радиации, геомагнитным воздействиям, атмосферным осадкам и т.д. Все это - метеорологические факторы, в совокупности они определяют погоду, т.е. комплекс метеорологических факторов данной местности в данное время.
Таким образом, погода – это физическое состояние нижнего слоя атмосферы (т.е. тропосферы), характеризуемое комплексом метеорологических элементов, одновременно наблюдаемых в том или ином пункте земной поверхности и формируемое под влиянием солнечной радиации, циркуляционных процессов атмосферы, а также свойств подстилающей поверхности.
Многолетний режим погоды, т.е. совокупность характерных ее признаков, называется климатом данной местности. Он определяется закономерной последовательностью метеорологических элементов и характеризует средние показатели метеорологического состояния данной местности по результатам многолетних наблюдений.
С точки зрения медицинской климатологии влияние на человека каждого из погодообразующих факторов имеет свои особенности. Разделим условно погодообразующие факторы на 2 группы:
1. Собственно метеофакторы. К ним относятся температура, влажность, подвижность воздуха, интенсивность солнечной радиации, атмосферное давление, количество осадков, температура почвы, облачность.
2. Более сложные физические явления в приземном слое атмосферы, обусловленные гелиоактивными, географическими, космическими факторами:
-
проявления солнечной активности (пятна на Солнце, протуберанцы, хромосферные вспышки);
-
электромагнитные поля;
-
геомагнитное поле;
-
ионизация воздуха (можно охарактеризовать понятием «коэффициент униполярности ионов» - это отношение положительно заряженных ионов к отрицательно заряженным: );
-
атмосферное электричество;
-
освещенность;
-
содержание кислорода в воздухе;
-
напряженность ультрафиолетовой радиации;
-
гравитационные эффекты (обусловленные взаимоотношением Луны – Солнца – Земли).
Кроме того, на формирование метеолабильности (метеозависмости) существенное влияние оказывают такие процессы, как атмосферная циркуляция и изменчивость погоды.
Атмосферная циркуляция. В условиях образования погод большое значение имеют два атмосферных процесса, характеризующиеся как циклонические и антициклонические.
Погода в циклоне характеризуется повышенной подвижностью воздуха, то есть является более ветреной, с большим количеством осадков, понижением атмосферного давления, падением температурного коэффициента. Возможны проявления экстремальных погодных состояний – тайфунов, смерчей и т.д.
В антициклоне – наоборот, погода безветренная или слабоветренная, без осадков или с небольшим их количеством, солнечная, характеризуется повышенным атмосферным давлением, повышением температурного коэффициента (летом – жарко), или понижением его (в холодный период года – морозно и холодно). Экстремальные погодные состояния маловероятны.
Кроме того, погода характеризуется довольно выраженной изменчивостью. Изменчивость погоды оценивается как периодическая и апериодическая.
Периодическая изменчивость погоды проявляется в сезонных ее колебаниях (в средних широтах северного полушария Земли зимой – холодно, затем происходит постепенный переход к теплой погоде. В других широтах возможен переход от сухого и жаркого состояния погоды к дождливому и прохладному). К таким изменениям человек адаптирован в процессе эволюционного развития, биоритмы его организма подчинены этим периодическим ритмам погоды. При этом метеотропные реакции, как правило, не возникают.
Апериодическая изменчивость связана с резкими, внезапными изменениями погоды на фоне ее периодической изменчивости (например – оттепель зимой, резкое похолодание весной и летом и т.д.) и приводящая к отклонению в плавном течении физиологических ритмов организма. Подобные отклонения, причем проявляющиеся не только в виде физиологических, но и патологических процессов в организме, рассматриваются как метеотропные реакции.
Метеотропные реакции свойственны как здоровым людям, так и, особенно, больным. Пока не рассматривая механизмы развития метеотропных реакций, заметим, что во-первых, в их развитии более существенное значение имеют метеофакторы не I, а II группы, а во-вторых, важны не сами по себе те или иные погодные условия, а их колебания, особенно резкие, нетипичные для данных климатических условий (подобные колебания характерны для периодов прохождения так называемых атмосферных фронтов).
Заслуживает внимания клиническая классификация погоды (предложенная Г.П.Федоровым), предусматривающая выделение трех ее типов: оптимального, раздражающего и острого.
В соответствии с данной классификацией оптимальными считаются погоды, благоприятно влияющие на организм человека (действуют на него щадяще). К ним относятся комплексы погод с относительно ровным ходом метеорологических элементов, умеренно влажные или сухие, маловетреные (скорость ветра не более 3 м/сек), преимущественно солнечные с межсуточной изменчивостью температуры в пределах 20C, атмосферного давления – в пределах 4 гПа (3 мм ртутного столба).
К раздражающим относятся погоды с нарушением плавного хода одного или нескольких метеорологических элементов: солнечные или пасмурные сухие и влажные (относительная влажность до 90%), когда межсуточная изменчивость атмосферного давления не превышает 8 гПа (6 мм. рт. ст.), температуры – 40C, ветер – до 9 м/сек.
К острым погодам относятся погоды с резким перепадом значений метеорологических элементов, когда атмосферное давление поднимается или падает более чем на 8 гПа (6 мм. рт. ст.), температура – более чем на 40C, относительная влажность более 90%. Это погоды дождливые, пасмурные, ветреные (более 9 м/сек), циклонического типа.
Но такая классификация сводит все многообразие погод и их воздействия только лишь к динамике некоторых метеофакторов – температуры, влажности, подвижность воздуха, атмосферного давления. Тогда как решающее значение в формировании мететропных организма реакций играют такие факторы, как геомагнитное поле, электромагнитные излучения, электрическое состояние атмосферы (электрическое поле, ионизация воздуха, электрические заряды облаков и осадков), гравитационные факторы и т.д. С учетом изложенного, в практических целях в настоящее время используется современная классификация погод, предусматривающая выделение трех ее типов: I тип – благоприятная, II тип – умеренно благоприятная и III тип – неблагоприятная. Разберем подробнее представленную классификацию.
Благоприятная погода (I тип). Это устойчивая внутримассовая погода преимущественно антициклонического типа, с ровным ходом метеоэлементов и отсутствием фронтальных зон. Характеризуется малой облачностью, отсутствием или незначительным количеством осадков. Межсуточный перепад атмосферного давления – до 5 гПа (4 мм рт. ст.), градиент его падения за 3 часа не более 1 гПа, межсуточный перепад среднесуточной температуры воздуха до 30С, относительная влажность воздуха 55-70%, ветер до 5 м/сек. Облачность 0 -4 балла, осадки отсутствуют или не более 5-6 мм/сут. Колебания весового содержания кислорода не более ±5 г/м3. Индексы солнечной активности менее 75% от среднего значения за предшествовавшие 30 суток. Отсутствие хромосферных вспышек и других проявлений активно-вспышечной деятельности на видимом диске Солнца. Спокойное геомагнитное поле, амплитуда его суточных колебаний до 50, коэффициент униполярности ионов в пределах 0,3 – 1,5. Суммарный индекс патогенности погоды – от 0 до 19.
Умеренно благоприятная погода (II тип). Эта погода характеризуется умеренными внутри- и межсуточными изменениями метеоэлементов. Возможны постепенная смена воздушных масс с разными термобарическими свойствами, прохождение малоактивных атмосферных фронтов, осадки, усиление ветра до 6 – 12 м/сек. Межсуточный перепад атмосферного давления 5-10 гПа (4-8 мм рт. ст.), градиент падения его за 3 часа – 2-3 гПа (1,5-2 мм рт. ст.), изменение температуры воздуха на 5-100С. Относительная влажность воздуха 75-85%. Снижение весового содержания кислорода на 5-10 г/м3 (абсолютное его содержание менее 275 – 280 мг/м3). Переменная нижняя облачность 5-8 баллов, осадки 8-20 мм/сутки, возможны непродолжительные грозы, метели. Повышение солнечной активности до 25% от средних значений за предшествующие 30 суток. Слабые (до 1 балла) хромосферные вспышки. Амплитуда суточных колебаний геомагнитного поля 50 -150. Суммарный индекс патогенности погоды от 20 до 49.
Неблагоприятная погода (III тип). Характеризуется контрастным изменением синоптической ситуации, быстрой сменой воздушных масс с разными термобарическими свойствами, изменением температуры воздуха на 10-15 0С и более, особенно при отрицательном градиенте падения атмосферного давления (3 гПа (2,5 мм рт. ст.) за 3 часа) и резком повышении температуры зимой. Наблюдается активная фронтальная деятельность, сопровождающаяся резкими колебаниями метеопоказателей. Выраженный циклонический тип атмосферной циркуляции, ветер, осадки, грозы. Летом – стойкое повышение температуры воздуха, относительная влажность – более 75%. Падение весового содержания кислорода более 10 г/м3 (до 270 мг/м3) и менее. Межсуточный перепад атмосферного давления более 10 гПа (8 мм рт. ст.). Скорость ветра более 12-13 м/сек. Сплошная нижняя облачность 8-10 баллов. Значительные (более 20-24 мм/сут) осадки. Возможны сильные грозы, ливни, метели. Повышение солнечной активности более чем на 25% от среднего значения за 30 предшествовавших суток, хромосферные вспышки мощностью 2 балла и более, прохождение активно-вспышечных областей на видимом диске Солнца. Амплитуда суточных колебаний геомагнитного поля более 150-200. Суммарный индекс патогенности погоды 50 и более.
Проявление метеотропности.
Чувствительность к погодным воздействиям широко распространена и для различных контингентов населения колеблется от 10 до 90%, причем отмечается чувствительность к погоде у 30% практически здоровых лиц. Общие проявления метеопатогенности выражаются в появлении или усилении головной боли, нарушении сна, чувства тревоги, понижении и ослаблении работоспособности, появлении болей в области сердца, ухудшении общего самочувствия.
Более 20% метеочувствительных больных отмечают подобную чувствительность у близких родственников, что свидетельствует о возможной наследственной предрасположенности к метеотропности.
Метеочувствительность у городских жителей в 1,5 – 2 раза выше, чем у сельских, что связано как с особенностями режима и условий жизни в городах, так и с особенностями формирования и характером погодных воздействий на них. Городские жители значительно меньше времени проводят на открытом воздухе, они менее адаптированы к колебаниям скорости движения, температуры воздуха, его влажности и других метеофакторов. У них более выражена склонность к гипоксическим явлениям. При этом возможно сочетание действия неблагоприятных погодных условий и загрязнений атмосферного воздуха.
Таким образом, погодные (гелиометеорологические) воздействия вызывают широкий диапазон ответных реакций – от едва уловимых нарушений профессионального стереотипа поведенческих реакций у практически здоровых людей до тяжелых обострений сердечно-сосудистых и иных заболеваний.
Прежде чем рассмотреть механизмы возникновения метеотропных реакций, вспомним, что в общем комплексе воздействия погодно-климатических условий на организм человека существенная роль принадлежит изменчивости погоды. Организму человека опасны не вообще колебания погоды, к особенностям которой он хорошо приспособился, а колебания резкие, нетипичные для данных климатических условий.
Следует также вспомнить о понятии «адаптация» и «адаптационно-приспособительные механизмы», без понимания которых невозможно разобраться в сущности возникновения и развития метеотропных реакций. Приспособление (адаптация) – одно из фундаментальных качеств живой материи. Оно присуще всем известным формам жизни и настолько универсально, что нередко отождествляется с самим понятием жизни. Это закономерно, поскольку и процессы возникновения живого, и его эволюция несли в себе приспособительные свойства.
Окружающая человека климатогеографическая среда оказывает влияние на его жизнедеятельность. Следует, однако, учитывать, что действие это в значительной степени социально опосредовано, т.е. преформируется через условия существования – жилище, быт, одежду, питание, труд, которые обеспечивают изменение характера патологического влияния гелиометеотропных факторов.
Можно выделить два типа реакций организма на действие погодных факторов: с одной стороны – метеотропные патологические реакции, связанные с неспособностью организма поддерживать гомеостаз, с другой – физиологическая адаптация к непривычным климатическим факторам – это процесс, связанный с выработкой нового устойчивого состояния.
Таким образом, в механизме метеотропных реакций имеют значение повышенная чувствительность организма к условиям внешней среды, ослабление или расстройство адаптации и болезненные проявления адаптации. Гелиометеотропные реакции биосистемы – это структурно-функциональные изменения ее жизнедеятельности адаптивного характера, развивающиеся под воздействием природных метеорологических и гелиогеофизических факторов.
О непосредственных механизмах метеотропных реакций.
Основными «мишенями», сферами воздействия климатических факторов на организм являются: кожа и граничащие с внешней средой слизистые оболочка, верхние дыхательные пути и легкие, система анализаторов. При значительной интенсивности воздействия может происходить также раздражение мышц (глубокое охлаждение) и внутренних органов (перепады давления во внутренних полостях).
Кожа, являясь защитным барьером организма, с помощью многочисленных рецепторов воспринимает раздражения из внешней среды. Наряду с этим, она является местом протекания активных биологических процессов, протекающих под влиянием климатических факторов, особенно ультрафиолетового излучения. Эти факторы могут существенно изменять и такие функции кожи, как терморегулирующую, выделительную, синтезирующую, дыхательную, что, в свою очередь, может отразиться на состоянии различных систем и организма в целом.
Рецепторную функцию по отношению ко всем метеофакторам выполняют и слизистые оболочки носа, рта, верхних дыхательных путей и легких. При этом возникают сложные рефлекторные реакции всего организма на термические, механические и осмотические раздражители.
Важная роль в формировании метеотропных реакций принадлежит атмосферному давлению. В основе его физиологического действия лежит влияние на рецепторы замкнутых полостей тела (плевральной, брюшной) и полых органов – желудка, кишечника, матки и мочевого пузыря. В условиях высокогорья на функции организма оказывает влияние снижение атмосферного давления, ведущее к падению парциального давления кислорода и развитию гипоксии. На равнинной местности имеют значение существенные колебания атмосферного давления в течение суток (до 15-20 гПа), происходящие, например, при прохождении атмосферных фронтов.
Наконец, следует сказать о значении в жизнедеятельности человека электрического состояния атмосферы и ионизации воздуха. Установлено биотропное действие атмосферного электричества за счет резких колебаний напряженности электрического поля и градиента потенциала, возникающих при грозах и формировании атмосферных фронтов. Сущность биотропного эффекта заключается в воздействии электромагнитных импульсов на нервную систему через раздражение кожных рецепторов, а также и прямое действие на нейроны головного мозга.
Аэроионы также являются важным погодно-климатическим фактором. Считается, что аэроионы, проникая в верхние дыхательные пути и альвеолы, воздействуют на интерорецепторы и вызывают ряд рефлекторных реакций в организме. Отрицательно заряженные ионы усиливают в организме окислительно-восстановительные процессы и легочный газообмен, увеличивают содержание эритроцитов и т.д. Улучшаются функции коры головного мозга. Преобладание в воздухе положительно заряженных аэроионов, наоборот, оказывает неблагоприятное, угнетающее действие на организм.
Таким образом, в механизме развития гелиометеотропных реакций отмечаются два основных направления: во-первых, это рефлекторные воздействия через центральную и вегетативную нервную систему, а во-вторых, это гуморальные механизмы.
Профилактика метеопатических реакций.
Важность вторичной профилактики метеотропных реакций очевидна. Русский ученый А.Л.Чижевский говорил: «Мы можем рассматривать больной организм как систему, выведенную из состояния устойчивого равновесия. Для такой системы достаточно небольшого импульса извне, чтобы… организм погиб. Таким импульсом, направленным на организм извне, могут быть резкие изменения в ходе метеорологических и гелиогеофизических факторов».
К профилактическим мероприятиям относятся следующие:
1. Необходимы определение и оценка метеопатического анамнеза больных с выделением метеолабильной группы, т.е. пациентов, связывающих ухудшение своего состояния с изменениями погоды.
2. Проведение общих мероприятий по профилактике метеопатических реакций (изменение лечебного режима на ограничение или отмену активных лечебных воздействий и физиотерапевтических процедур).
3. Применение специальных средств профилактики в соответствии с преобладающей формой индивидуальной патологии.
