ПОНЯТТЯ МЕТЕОТРОПНОСТІ МЕТЕОТРОПНІ ЕФЕКТИ ПРИ ОКРЕМИХ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТАХ

ПОНЯТТЯ МЕТЕОТРОПНОСТІ. МЕТЕОТРОПНІ ЕФЕКТИ ПРИ ОКРЕМИХ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТАХ

Поняття метеотропності У людини метеотропність проявляється, як правило, у: • психоемоційних реакціях на погоду, зміну клімату, • аномальній зміні фізіологічних процесів в організмі, що приводять до погіршення самопочуття, • виникненню клінічних розладів, • загостренню поточної хвороби і навіть смерті. Здорова людина (абориген), звичайно, не відчуває змін погоди, що відбуваються. Якщо ж адаптаційні механізми в організмі скоординовані не повністю, то у людини можуть спостерігатися метеотропні прояви у вигляді легкого нездужання і погіршення самопочуття. У хворого, ослабленої людини адаптаційні пристосування не компенсують фізіологічних розладів і відбувається загострення хвороб.

Психоемоційні реакції і стани Експеримент. В експерименти приймали брали участь 530 практично здорових чоловіків, що проживали в центральних і північно-західних районах Росії, які згодом стали учасниками експедиції в Антарктиді (360 чоловік). Виявилось, що тотожність метеорологічних і геофізичних явищ, які найбільш часто викликають психоемоційні стани, незалежно від району перебування людини являються: • духота, жара, ясна погода, ураганний вітер, перепади атмосферного тиску, полярна ніч (з повторюваністю більше 50%), • дощі, заметілі, грози, магнітні бури (більше 40%). Причому коефіцієнт кореляції між явищами в районах північного заходу Росії і Антарктиди становить 0, 73.

Повторюваність (%) явищ погоди, що викликають психоемоційні стани (а), повторюваність (%) суб'єктивних станів і психоемоційних реакцій (б) за опитуванням полярників в Санкт-Петербурзі (1) і Антарктиді (2) Ранг для району (1) а) Явища погоди Район (1)/(2), % б) Суб'єктивні стани Район (1)/(2), % 1 Задуха 91/94 Захопленість 91/73 2 Спека 92/71 Особливо гарне самопочуття 72/66 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Ясна погода Мряка Дощ Гроза Ураганний вітер Сліпуче сонце Полярне сяйво Туман Перепади атм. Тиску Шквальний вітер Імла Морози Зливовий дощ Полярна ніч 90/84 56/35 51/41 48/41 36/56 31/47 29/36 27/33 24/82 23/35 22/29 21/19 22/15 22/53 Смуток Сонливість Відчуття незвичайності Безтурботність Загострення почуттів Загальна млявість Тужливість Дратівливість Тривожність Погіршення сну Збудженість Сухість у роті Пітливість долонь Притуплення почуттів 67/63 53/61 52/59 48/59 47/41 40/62 40/51 37/54 35/41 32/58 32/45 27/31 25/29 24/32

Ранг для району (1) а) Явища погоди Район (1)/(2), % б) Суб'єктивні стани Район (1)/(2), % 17 Штиль 21/27 Зміна апетиту 20/28 18 Заметіль 19/46 Нездатність зосередитися 19/34 19 Снігопад 18/17 Почуття важкості в голові 18/40 20 Суцільна хмарність 18/33 Непевність у собі 18/33 21 Сильний вітер 17/32 Прискорене сечовипускання 9/16 22 Полярний день 15/25 Відчуття підв. температури 8/13 23 Знижений атм. тиск 12/39 Головні болі 8/28 24 Підвищена вологість 11/19 Загальне нездужання 7/26 25 Перепади температури 9/21 «Можу пророчити» 5/10 26 Слабкий вітер 9/4 Ворожість 5/11 27 Димка 9/9 Біль в місцях травм 4/12 28 Невелика хмарність 8/5 Погіршення координації 4/11 29 Магнітні бури 6/45 Неприємні відчуття в серці 4/18 30 Підвищений атм. тиск 6/18 Болі в суглобах 3/18 31 Статична електрика 4/16 Неприємні відчуття в животі 2/6 32 Зміни напрямку вітру 3/5 Запаморочення 1/12

Метеопатичні ознаки. Класифікація ознак За часом настання метеотропних реакції їх поділяють на: • випереджальні, • одномоментні, • відставлені. Метеотропні реакції проявляються в метеочутливих хворих із захворюваннями органів кровообігу (інфаркт міокарда, стенокардія, гіпертонія, атеросклероз посудин головного мозку, церебральний атеросклерозі). Збіг загострень із несприятливими типами погод досягає 95%.

За типом реакції виділяють класи метеотропних реакцій: а) відсутність реакцій; б) адаптивна реакція; в) прикордонна реакція; г) патологічна реакція. У класах (а) і (б) клінічні прояви відсутні за рахунок оптимальної активації регулюючих відділів мозку. У класі (в) клінічні прояви є швидкоминаючими і виражаються погіршенням самопочуття і психоподібними розладами, зниженням працездатності. Клас реакцій (г) характеризується активізацією регулюючого відділу мозку. Характерні постійні реакції на метеоумови, через погіршення і загострення наявних хронічних і придбання нових захворювань.

Метеотропні загострення (%) у хворих і здорових людей, збіг загострень с несприятливими типами погод (%), сезон настання максимуму в умовах Центральної частини Східної Європи № 1 2 3 4 5 6 7 8 Захворювання Гіпертонія Інфаркт міокарда Стенокардія Церебральний атеросклероз Бронхолегеневі Органів травлення Маніакальна депресія Здорові люди Збіг з Загострення, несприятли % вої погодою, % 45 72 55 95 50 20 30 25 95 – – 95 30 >40 – – Сезон максимум/ вторинний максимум весна/ осінь-зима/весна зима/осінь зима/весна, осінь весна/ осінь-зима весна/осінь зима осінь-зима

Індекси метеочутливості Для характеристики реакцій вегетативної нервової системи широко застосовується індекс Керде: де: АДмін – діастолічний (нижній) тиск, ЧСС - число серцевих скорочень. Прийнято вважати, що позитивні оцінки Ик показують перевагу тонусу симпатичного відділу вегетативної нервової системи, а негативні значення характерні при нестабільному стані судин.

ІНДЕКСИ РУДДЕРА: Для клінічної оцінки метеочутливості використовують індекси Руддера: • тест-індекс метеочутливості пацієнтів де Kn - число зареєстрованих клінічних «погіршень від погоди» , KN - загальне число клініко-функціональних порушень, n - число днів з несприятливою погодою, N - число днів спостережень. Значення вказує наявність проявів метеотропного характеру: • індекс сезонної захворюваності і смертності де di - число смертних випадків в i-ому місяці розглянутого року, mi - число днів у місяці, N - чисельність населення.

Фактор сезонності і кліматопатичних реакцій Оскільки внутрішньорічний хід кліматичних елементів (амплітуда, періоди тощо) є найбільш примітною особливістю (навіть у тропіках) сезонну структуру фізіологічних процесів захворювань і смертності, можна індетифікувати як сезонні впливи клімату. За аналогією з метеопатичними можна говорити про кліматопатичні ефекти, під якими розуміється властивість живих організмів реагувати на сезонні прояви і територіальні особливості макрокліматів. У термінах медичної кліматології особливості фізіологічних реакцій, клінічні розлади, загострення захворювань і смертності часто називається кліматопатологією (кліматопатією).

Кліматопатичні реакції Підвищення артеріального тиску в різкоконтинентальному кліматі збігається з датами переходу температур через 0°С навесні і восени або, як у Середній Азії, - узимку. На півдні України і Росії стійкий перехід температури через 0° відбувається в березні-квітні, у середній смузі - у квітні, а в арктичних широтах - у травні.

Кліматопатичні реакції Відносним показникам потенційної смертності від серцевосудинних захворювань є вміст холестерину в крові, який має сезонний характер розподілу. Зокрема, у жителів північних районів найбільш високий рівень холестерину має місце взимку (5, 34± 0, 10 мм/л), навесні (5, 27± 0, 10 мм/л), а його зниження - улітку (4, 91± 0, 11 мм/л). Мінімум улітку і «сплеск» концентрації холестеринових показників узимку варто погоджувати з особливими біологічними властивостями деяких ділянок сонячного спектра відповідальних за накопичення холестерину.

Метеотропні ефекти атмосфери: тиск повітря На рівні моря тиск в середньому дорівнює 1, 033 кг/см 2, що відповідає тиску 760 мм рт. ст. або 1013, 3 г. Па. Приймаючи поверхню тіла людини середнього росту рівної 1, 6 м 2, можна підрахувати, що загальна сила тиску повітря на рівні моря буде дорівнює 16, 5 т на поверхню тіла людини або приблизно 1 кг на 1 см 2 тіла.

Метеотропні ефекти атмосфери: тиск повітря Однак людина не відчуває такого тиску і його природних змін тому, що воно врівноважується пружністю поверхні людського тіла, його внутрішніх органів і тканин. Більше того, живі організми використовують силу зовнішнього тиску для забезпечення подиху. Вся система кровообігу діє за принципом різниці гідростатичних тисків. На підставі різниці парціальних тисків в організмі постійно відбувається газообмін. Так негативний тиск, що виникає в грудній клітині під час вдихання, забезпечує надходження повітря в легені. Зовнішній тиск сприяє видиху, що міняється тиск у пазухах носа, у придаткових порожнинах черепа сприяє кровообігу в мозку.

Тиск повітря У помірних широтах періодичні добові зміни тиску, як правило, не перевищують 0, 5 -1, 0%, і можуть досягають 2 -3%. Найбільш різкі зміни тиску на земній поверхні виникають при переміщенні тропічних циклонів, коли протягом години тиск може змінюватися на 5 -10%. Річна амплітуда тиску в помірних і високих широтах становить 10% норми. При підвищенні барометричного тиску (у межах звичайних коливань) зростає частота пульсу, а кров'яний артеріальний тиск трохи знижується. При зниженні барометричного тиску артеріальне (максимальне і мінімальне), як правило, підвищується. Але залежно від індивідуальних особливостей організму можуть мати місце різні тенденції.

Гірська хвороба Вплив барометричного тиску на людський організм найбільш чітко проявляються у “гірській хворобі”. Клінічні симптоми гірської хвороби виражаються в запамороченні, головному болі, біль у вухах, задишці і серцебитті. При цьому спостерігається частий, аритмічний пульс, розлад діяльності кишкового тракту, блідість або синюшність шкіри, що звичайно свідчить про недолік постачання організму киснем. В основі гірської хвороби є гіпоксія (кисневе голодування), що виникає від зниження парціального тиску кисню з висотою.

Гірська хвороба Наші легені пристосовані для оксигенації (збагачення) киснем при нормальному атмосферному тиску 760 мм рт. ст. і приблизно 21% кисню в суміші газів атмосфери на рівні моря. Парціальний тиск є добуток процентного вмісту даного газу в суміші на фактичний тиск для даної висоти над рівнем моря (кисень – 160 мм. р. ст. ). На висоті 3000 м = 110 мм, на висоті 6000 м - 75 мм, тобто зменшується на половину. При швидкому досягненні (на літаку) висоти 3000 м, з'являються фізіологічні зміни, покликані компенсувати кисневу недостатність. Заглиблюється і частішає подих, зростає хвилинний обсяг серця. Приблизно на висоті 4500 м наступає так званий «поріг ушкодження» , коли організм не може більше компенсувати кисневу недостатність повністю.

Гірська хвороба На висоті 6000 -7000 м досягається «критичний поріг» , за межами якого виникають умови, несумісні з життям. Тому із цих висот альпіністи штурмують гірські вершини в кисневих масках. Критично небезпечним розрідження повітря при 1/3 атмосферного тиску на рівні моря - приблизно відповідає висоті 8000 м. Крім фактора гіпоксії в прояві гірської хвороби бере участь і фактор гіпокапнії - недоліку вуглекислоти (CO 2). У високогір'я прискореній легеневій вентиляції організм збіднюється вуглекислотою на 1 -2 кг/доба. Внаслідок цього губиться властивість крові зв'язувати виділювані кислоти, що приведе до задишки і задухи.

Динамічні відчуття. Дія вітру… Введені наступні динамічні градації швидкості вітру: 0 -1 м/с - слабко динамічна, 2 -3 м/с - середньо динамічна, 4 -7 м/с - сильно динамічна, 8 -15 м/с - украй динамічна, >15 м/с - екстремально-динамічна (штормова). При низьких температурах вітер підсилює тепловіддачу, що може сприяти переохолодження організму “холодовий стрес”. При високих температурах вітер підсилює турбулентний теплообмін і знижує стан дискомфорту. Одним з характерних метеопатичних проявів, пов'язаних з вітром, є ефект «протягу» . При високих температурах (до +32°С) і високій вологості “протяг” у більшості випадків є сприятливим фактором, що знижує дискомфортність - явище «духоти» .

Відчуття людини залежно від швидкості вітру Швидкість вітру, м/с < 0, 25 -0, 5 -1, 0 -1, 5 -6, 0 -10, 0 > 10, 0 Імовірна дія на людей Залишається непоміченим Приємне У загальному приємне, але змушує пам'ятати про рух повітря Від «злегка пронизуючого» до «неприємно пронизуючого» Дискомфортне, з бажаним використанням захисних мір Досить дискомфортне, потребуючих захисних мір, що загрожують здоров'ю Винятково дискомфортним, відповідним небезпечним явищам, потребуючих посилених захисних мір, що загрожують здоров'ю і життю

Вологість повітря як біокліматичний фактор має різний вплив на людський організм. Для людини відносна вологість повітря 30 -60% є гігієнічною нормою. Повітря з відносною вологістю менш 30% оцінюється як сухе, 70 -85% - помірно-вологе і більше 85% - сильно вологе. Виведення води з організму через легені залежить від вологості атмосферного повітря. У процесі проходження повітря через порожнину носа й дихальні шляхи повітря нагрівається і зволожується: у носоглотці - до 32°С и 70 - 80%, у гортані - до 34°С и 95%, у трахеї - до 36°С и 98%. Вологість повітря в гірській місцевості впливає на умови виникнення гірської хвороби.

Графік для визначення теплового відчуття людини при різних сполученнях температури повітря (°С), відносної вологості (%), швидкості вітру (м/хв)

Хмарність і опади … Біологічний вплив опадів на людський організм в основному характеризується сприятливими ефектами. При їх випаданні з атмосфери вимиваються забруднюючі домішки (аерозолі і пил), у тому числі і ті, на яких переносяться хвороботворні мікроби. Зливові опади сприяють формуванню негативних іонів в атмосфері: у теплий період року після грози у хворих знижуються скарги метеопатичного характеру, зменшується ймовірність інфекційних захворювань. При температурах нижче 0° опади випадають у вигляді снігу. Сніг, відбиває в навколишній простір до 97% ультрафіолетових променів, що використовують на деяких гірських курортах, проводячи сонячні ванни і узимку. Негативні ефекти: кислотні дощі, що містять розчини сірчаної, соляної і азотної кислоти антропогенного походження.

Хмарний покрив атмосфери … Зміни фізіологічних реакцій людини від впливу хмарності відбувається опосередковано, через вплив опадів і радіації. Хмарний покрив впливає на світловий режим місцевості, а оцінки хмарності використовуються при нормуванні сонячної радіації для лікувальних цілей. Метеопатичні ефекти негативного впливу: аномальні по тривалості для даної місцевості хмарні синоптичні ситуації і дощі, порушують природні біологічні ритми організмів, обумовлені природною освітленістю, сприяють виникненню нетривіальних захворювань депресивного характеру і захворювань, що порушують обмінні процеси. Так, зі зменшенням освітленості зв'язана порівняно рідка форма депресії в людей по типі «зимової сплячки» з обтяжуючим синдромом неконтрольованого апетиту і приросту ваги тіла.

Реакції на метеозвуки вільної атмосфери … Метеозвуки представляють собою турбулентний шум вільної атмосфери, обумовлений наявністю на шляху поширення звукової хвилі шарів атмосфери з неоднорідними фізичними властивостями, різними коефіцієнтами поглинання і відбиття звуку різних частот. Спостереження показують, що для живих організмів метеозвуки є носієм інформації стану повітряного середовища. Зміна акустичних характеристик метеозвуков пов'язане з початком перебудови атмосферних процесів у верхніх шарах атмосфери над даним місцем. За оцінками при висоті турбулентного потоку на висоті Н = 7000 м і швидкості V=85 м/с із поверхні випромінювання шуму становить 136 д. Б. Такий шум людини може почути на відстані 52 км, відповідно при Н=12000 м, V=30 м/с рівень шуму складе 96 д. Б і його можна почути на відстані 19 км.

Температура повітря. Тепловий удар. . . Вплив температури на тепловідчуття людини залежить від вологості повітря. У помірних широтах для одягненої людини найбільш комфортні сполучення температури 18 -20°С і відносної вологості 40 -60%. При вологості більше 90% і температурі більше 24°С виникає стан крайньої задухи. При температурі повітря біля 35 -40°С і відносної вологості більше 75% часто наступає тепловий удар, ускладнюється ситуація і при нічних температурах вище 23°С і відносній вологості до 80%. У людини з тепловим ударом, з'являються блідість, синюшність, іноді - судоми. Смерть наступає від крововиливу в мозок або паралічу серця.

Температура повітря. Холодовий дискомфорт. . . Складний комплекс фізіологічних реакцій пов'язаний з температурним охолодженням, створює ефект «холодової напруги» . Негативний ефект посилюють сильний вітер і підвищена вологість повітря. Стадії поглиблення холодової напруги: 1 - покриття шкіри «гусяча шкіра» - звуження судин і зменшення відтоку тепла; 2 - озноб - скорочення м'язів, в результаті виробляється додаткове тепло, але в цей час людини трясе від холоду.

Холодовий дискомфорт. . . При температурі тіла близько 35°С тремтіння досягає максимальних значень. При 32°С тіло починає застигати, шкіра синіє, часто виникають галюцинації. При охолодженні тіла до 30°С людина непритомніє, артеріальний тиск падає. Одним із проявів холодової напруги є обмороження, що спостерігатися в умовах високої вологості при температурах вище 0°С. Несприятливим наслідком холодового дискомфорту є простудні захворювання легких і верхніх дихальних шляхів, поширення епідемій грипу в результаті формування умов для розмноження вірусів.

ФОНОВА ДИНАМІКА ОБМІНУ І РЕАКЦІЇ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА Температура середовища, 0 С Реакція організму Динаміка обміну організму з навколишнім середовищем Реакція шкіри, дихання, стан судин Реакція пищеварительной системи Характер компенсації для збереження гомотермії менше 15 15 -20 25 -30 більше 30 аномально підвищується відносно нормальна знижується аномально підвищується звуження судин, тремтіння, зменшення частоти дихання відносно нормальний стан розширення судин, потовиділення, часте дихання підвищення апетиту, зниження водоспоживання посилення водоспоживання зменшення різниці збільшення температури стабільний температур тіла, посилення теплового стан різниці повітря і шкіри випромінювання, ріст втрати температури тіла, зменшення тепла за рахунок повітря і шкіри теплового випаровування випромінювання

Клімат «лагідний» і «дратівний» “Лагідний” клімат - м'які і менш мінливі в даній місцевості кліматичні умови (з невеликою амплітудою річних, середньомісячних і добових коливань метеорологічних елементів), і при яких адаптаційні фізіологічні процеси протікають легко (пристосування до даного клімату). Наприклад, клімат Південного берега Криму і клімат Ленкорані (Азербайджан), Чорноморського узбережжя Кавказу. “Клімат дратівної дії” - більш суворі і мінливі кліматичні умови місцевості (із значною повторюваністю міжрічних і сезонних коливань метеоелементів). Наприклад, клімат узбереж Північних морів, високогір'їв, внутріконтинентального клімату північного сходу Сибіру.

Поняття адаптації Адаптація - пристосування біологічної системи до умов навколишнього середовища. В медицині під адаптацією розуміють всі види вродженої і придбаної пристосувальної діяльності людини до умов: • природних, • виробничих, • соціальних, • клімато-географічних (акліматизація), • висотних (недолік кисню, адаптація висотна, гіпоксія).

Поняття адаптації Численні фактори навколишнього середовища підрозділяють на адекватні і неадекватні вродженим, а також придбані (генофенотипічні) властивості організму. До адекватних умов середовища організми адаптовані в результаті тривалої еволюції і онтогенезу, зі сформованими стійкими адаптивними механізми. У неадекватних (фізіологічних і біологічних характеристиках) умовах організми досягають адаптації не завжди. До деяких факторів середовища адаптація може бути лише часткової, а у вкрай екстремальних умовах організми можуть виявитися повністю нездатні до адаптації. У таких випадках організм шукає більш комфортне середовище, і тоді виникають процеси міграції і реміграції. Тривале перебування в неадекватних і екстремальних умовах приводе до дезадаптації і виникнення хвороб.

Адаптивные типы климата Адаптивний тип біологічних реакції - це інтегральна оцінка реакцій на умови навколишнього середовища (що забезпечують стан рівноваги популяції із цим середовищем), які находить зовнішнє вираження в морфо-функціональних особливостях людської популяції. Адаптивні реакції в екологічному розумінні відбуваються у двох формах: загальній і специфічній. Загальною особливістю адаптивних типів, можна вважати підвищення опірності організму несприятливим впливам клімату або в цілому навколишньому середовищу. На фізіологічному рівні це виражається в збільшенні імунних фракцій сироватки крові і у збільшенні кістковомускульної маси тіла.

Адаптивные типы климата Специфічні реакції досить різноманітні. В одному випадку, це підвищення теплопродукції, в іншому – підвищення відносної площі випаровування, у третьому – те і інше. Специфічні реакції і дають підставу диференціювати морфо-функціональні особливості і виділяти адаптивні типи (пристосування) ідентично поняттям природно-кліматичних поясів: арктичні, помірно-континентальні, тропічні, високогірні, аридні, вологих тропічних лісів.

ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛІМАТУ ЗА В. КЕППЕНОМ Індекс клімату А С D E F B Грани Характеристика Клас клімату ця середньомісячних температур і класів випаровування I. Тропічний Більше 17 0 С протягом року Границя морозу II. Субтропічний Більше 9 0 С 8 -12 місяців III. Помірний Більше 9 0 С 4 -7 місяців IV. Субарктичний Більше 9 0 С 1 -3 місяці Границя лісу Не перевищує 9 0 С в жодному V. Полярний місяці Границя сухості Випаровування перевищує VI. Сухий клімат опади

Щільність населення за окремими типами клімату (класифікація В. Кеппена) Індекс клімату Af AW BS BW CW CS Cf DW Df ET EГ Ландшафтно-кліматична характеристика клімату Тропічний дощовий, ліс Тропічна савана Степ Пустеля Теплий з сухою зимою Теплий з сухим літом (середземноморський) Вологий помірний Холодний з сухою зимою Холодний з вологою зимою Тундра Постійно-морозний Щільність, чол. /км 2 18, 4 14, 4 7, 9 1, 9 61, 1 41, 1 60, 3 19, 8 15, 0 0, 5 0, 0

Розподіл (%) населення земного шару в діапазонах мінімальних (Тmin ) і максимальних (Tmax ) температур 1 - 10%; 2 - 30%; 3 - 60%