Акклиматизация в условиях холодного и жаркого климата. Гигиеническое обеспечение

Введение

Акклиматизация - это длительный и сложный социально-биологический процесс физиологического приспособления (адаптации) организма человека к новым климатическим условиям. Человек не ощущает действия климата в той местности, где он живет и работает, т. е. на сравнительно небольшой территории. В процессе жизни у него устанавливается определенная форма взаимодействия с окружающей средой, получившая название динамического стереотипа. Перемещение отдельных людей и коллективов в новые климатические условия вызывает необходимость перестройки динамического стереотипа - акклиматизации. Наблюдения показывают, что на Земле нет климатической зоны, в условиях которой современно экипированный и технически оснащенный человек не мог бы жить и нормально развиваться. Человечество не только успешно освоилось в Арктике и Антарктике, но и начало осваивать околоземное пространство.

Приспособление человека к климатическим условиям чрезвычайно велико. Так, он переносит 70 °С жары и 87,8 °С мороза, т. е. диапазон температуры равен почти 160 °С.

Акклиматизация человека возможна во всех климатических зонах, но условия развития ее будут неодинаковы. Весь процесс приспособления организма (акклиматизация) условно делится на три фазы.

В начальной фазе акклиматизации организм воспринимает из окружающей среды массу новых необычных импульсов, что изменяет функциональное состояние регулирующих отделов нервной системы и способствует перестройке реактивности организма. В начальный период вступают в действие все приспособительные механизмы. В этой фазе, несмотря на "расшатывание" динамического стереотипа, самочувствие может не нарушаться.

Вторая фаза акклиматизации может протекать по двум направлениям: а) постепенное уравновешивание функций организма с внешней средой с адекватной перестройкой приспособительных механизмов и формирование нового динамического стереотипа; б) у больных и чувствительных (метеолабильных) лиц воздействие новых климатических факторов вызывает "разлад" и "полом" физиологических механизмов уравновешивания с развитием патологических реакций (дизадаптационный метеоневроз, метеорологические артралгии, цефалгии, миалгии, снижение общего тонуса и работоспособности, обострения хронических заболеваний).

Однако при соответствующих лечебно-профилактических и гигиенических мероприятиях и в этом случае можно добиться перехода в третью фазу. Рациональные условия труда и быта сглаживают процесс акклиматизации. Адекватное питание, соответствующая одежда, благоустроенное жилище, а также квалифицированная медицинская помощь (диспансерное наблюдение, профилактические назначения, современная диагностика и лечение заболеваний) обеспечивают хорошую акклиматизацию. Лишь при крайне неблагоприятном течении переход в третью фазу не наблюдается, патологические проявления усиливаются, и тогда человеку показано возвращение в прежние климатические условия.

О наступившей акклиматизации человека можно говорить в том случае, если он сумел не только "выжить" в данном климате, но и давать жизнеспособное потомство при одновременном сохранении нормального психического и физического здоровья и работоспособности.

В целом процесс акклиматизации является полезным, поскольку организм приобретает качества, необходимые ему в новых условиях среды. Развитие акклиматизации зависит от уровня здоровья, возраста и других факторов. Для пожилых людей процесс акклиматизации более труден, чем для молодежи. Наиболее эффективной является активная акклиматизация, состоящая в систематической тренировке организма к условиям нового климата, закаливании. Важнейшими факторами, благоприятствующими нормальному течению акклиматизации, являются регулярная трудовая деятельность, правильный режим труда и отдыха, систематичность и длительность закаливающих процедур.

Наиболее интенсивно приспособительные реакции протекают на протяжении первого года пребывания в новых климатогеографических условиях. В последующие годы устанавливается некоторое стабильное физиологическое равновесие организма. В некоторых случаях данный процесс растягивается на 3-5 лет.

Акклиматизация в условиях холодного и жаркого климата. Гигиеническое обеспечение

Наиболее суровые требования к организму предъявляются в условиях холодного климата высоких широт. Территории, лежащие севернее 66 ° СШ, по рекомендации Женевской конференции 1964 г. принято обозначать термином «высокие широты», хотя часто встречаются названия «Крайний Север», «Заполярье», «Арктика». По природно-климатическим условиям Крайний Север не имеет аналогов. Сочетание различных экстремальных факторов природной среды определяет специфику и неповторимость этого климатического района.

В первые недели жизни на Крайнем Севере у переселенцев наблюдаются нарушение сна, повышенная утомляемость, снижение работоспособности, боли различной локализации, вегетососудистые расстройства с «полярной одышкой», что объясняется перестройкой динамического стереотипа, формированием новых временных связей организма с природной средой.

В этой области очень низкие температуры воздуха, высокая относительная влажность, ветер часто имеет ураганную скорость, долгая полярная ночь с магнитными бурями и полярными сияниями. Короткое полярное лето, ранняя и длительная зима, бескрайние снежные просторы создают однообразную и суровую картину.

В высоких широтах особое значение имеют сезонные изменения солнечной активности, что проявляется прежде всего через магнитное поле, которое в полярных районах нестабильно, поскольку напряжение магнитного поля Земли значительно повышается с увеличением географической широты. Кроме того, частые непериодические магнитные возмущения проявляются в виде магнитных бурь, при которых напряжение магнитных полей может достигать больших величин и продолжаться от нескольких минут до многих часов.

Изменяется также спектр солнечных лучей, а именно он содержит меньше ультрафиолетовой части. Это определяется высотой Солнца над горизонтом и облачностью. Облака нижнего яруса атмосферы снижают прямое ультрафиолетовое излучение на 100% и рассеянное на 55% по сравнению с их значениями при ясном небосводе. При высоте Солнца над горизонтом менее 25° наиболее биологически активная ультрафиолетовая область с длиной волны 304— 295 мкм не достигает Земной поверхности. Наступает «ультрафиолетовое голодание».

В зависимости от широты в Северном полушарии продолжительность ультрафиолетового голодания колеблется от 2 до 6 месяцев. Длительность полярного дня и ночи неодинакова в различных зонах. Например, на широте 66° белые ночи длятся с 12.05 до 13.08, полярный день составляет 17 дней; на широте 70° полярный день составляет 71 суток, полярная ночь 53 суток; на широте 78° полярный день составляет уже 127 суток, а полярная ночь — 111 суток, из них полярная ночь без сумерек — 77 суток.

Неустойчивое состояние атмосферы на Крайнем Севере связано с взаимодействием воздушных масс различного происхождения атлантического и арктического направления. В этих областях происходят резкие колебания атмосферного давления, дует сильный ветер, часто доходящий до шторма, число дней со штормовыми ветрами может достигать 100—122 в году.

На Крайнем Севере выпадает небольшое количество осадков, не более 200- 500 мм в год. Мерзлые грунты не пропускают влагу, что увеличивает заболоченность почвы. Низкие температуры воздуха способствуют низкой абсолютной влажности воздуха, но высокой относительной влажности, во все сезоны года она колеблется от 65 до 95%. Существенное значение имеет снижение плотности кислорода в воздухе. Известно, что при изменении метеорологических условий меняется не столько процентное содержание кислорода, сколько его плотность. Эта величина является производной температуры, влажности и атмосферного давления, причем она изменяется прямо пропорционально давлению и обратно пропорционально температуре и влажности. Для северян важно, что в закрытых помещениях плотность кислорода ниже по сравнению с плотностью кислорода в атмосфере зимой на 10—15%, летом на 1—5%. При установлении антициклона с высоким атмосферным давлением плотность кислорода увеличивается. Следует отметить и своеобразную природную среду Крайнего Севера: слабоминерализованные воды, особые сочетания макро- и микроэлементов в местных пищевых продуктах, снижение количества минеральных веществ в продуктах, доставленных из других районов и долго хранившихся на холоде. Холод является основным фактором, воздействующим на организм человека в условиях Крайнего Севера. Как известно, теплопродукцию обеспечивает основной обмен. У коренных жителей Севера и у лиц, долго живущих в этом районе, основной обмен повышен на 13—30%, значительно увеличены энерготраты при выполнении физической работы (иногда в 2 раза по сравнению с аналогичными показателями у жителей, проживающих в районах с умеренным климатом).

Большое значение в реакции организма на холод имеет физическая терморегуляция. Как показали исследования, уже через 3 месяца пребывания человека на Севере средневзвешенная температура кожи понижается с 32,3 до 29,9 °С. Особое значение для людей, живущих на Севере, имеет локальная реакция кожи на холод. У эскимосов и рыбаков, руки которых подвергаются воздействию холодной воды, реакция кожи рук на холод снижена. У них быстрее нормализуется кровообращение и температура кожи рук после воздействия колода. Эти явления отмечены также у зимовщиков Антарктиды, строителей Норильска. Субъективное ослабление чувства холода связано также с уменьшением количества функционирующих холодовых рецепторов кожи. У переселенцев нарушен витаминный статус, в частности отмечается дефицит водорастворимых витаминов, в крови снижается содержание витаминов С, В1 В2, В6, PP. Сдвиги в углеводном обмене приводят к увеличению в крови содержания пировиноградной и молочной кислот, нарушение липидного обмена сопровождается гиперхолестеринемией, особенно выраженной в первые 6 месяцев жизни на Севере.

При длительном воздействии холода возрастают потребности организма в жирной пище, что подтверждается изучением традиционного пищевого рациона аборигенов Севера, их пища содержит много жиров. На Севере приезжие нередко отдают предпочтение жирной пище, даже если они ранее ее не употребляли.

Тяжелые природно-климатические условия Крайнего Севера значительно отягощают психическое состояние вновь прибывших. В условиях полярных зимовок с относительно небольшим числом участников важное значение приобретают сенсорная недостаточность, гипокинезия, монотонность климатических и социальных раздражителей. По данным многих авторов, психологическая адаптация к условиям Крайнего Севера во многом определяется социальной настроенностью людей и значительно облегчена у лиц, имеющих выраженную социальную мотивацию к работе на Севере (практическое внедрение разработок; испытание новых приборов, методов исследования и т.д.).

Некоторые новоселы ощущают тревогу различной выраженности — от психологического дискомфорта до невротического срыва. Такой синдром психоэмоционального напряжения вызывает ряд физиологических отклонений, таких как бессонница, депрессия, головные боли и т.д. Для обозначения подобного рода состояния был предложен термин «дезадаптационный невроз».

Население полярных и приполярных районов Земли предъявляет разнообразные кардиологические жалобы (отдышка, сердцебиение, боли в области сердца). Наибольшее число жалоб отмечается в первые месяцы пребывания на Севере, особенно в период полярной ночи и в метеонеблагоприятные дни.

Многие авторы отмечают более высокий процент лиц с артериальной гипертензией среди жителей Севера по сравнению с жителями средней полосы.

Особенно тяжело гипертоническая болезнь протекает у лиц, прибывших в Заполярье с уже развившейся гипертензией. По данным прозектур Мурманска, заболевания сердца и сосудов у северян в качестве причины смерти составили более высокий процент по сравнению с аналогичными показателями у жителей городов средней полосы.

Одна из наиболее частых жалоб новоселов Крайнего Севера — своеобразное затруднение дыхания, которое в литературе обозначается как «полярная одышка». Ее считают приспособительно-компенсаторной реакцией функциональных систем, ответственных за кислородный режим. При этом достоверно снижаются жизненная емкость легких и резервный объем выдоха, количество кислорода в венозной крови. Следовательно, функции внешнего дыхания недостаточны для обеспечения организма кислородом. Известную роль в этиологии полярной одышки играет механическое сопротивление вдоху или выдоху в струе холодного воздуха, движущейся с большой скоростью.

У приезжих формируется своеобразное функционально-морфологическое состояние, которое называют «синдромом хронической гипоксии». Его причиной являются частые и резкие колебания атмосферного давления с преобладанием циклонической погоды, снижение плотности кислорода в воздухе, резкие изменения солнечной активности и атмосферного электричества в любой сезон.

Выявлена связь частоты поражения кариесом с природно-климатическими условиями Севера. 94,5% населения Архангельской области и школьников Ненецкого национального округа поражены кариесом. Причиной широкого распространения этого заболевания многообразны — гиповитаминоз С, недостаточное содержание фтора и нарушение соотношения кальция и стронция в питьевой воде, частые катаральные и гипертрофические гингивиты и начальные стадии пародонтоза. Повышенная заболеваемость гипацидным гастритом у постоянных жителей северных областей в значительной степени связана со снижением секреторной деятельности слизистой оболочки желудка.

В литературе имеются многочисленные сведения, указывающие на достоверное увеличение частоты осложнений беременности, особенно у женщин, первые годы живущих на Севере. К ним относят ранние и поздние токсикозы, анемию беременных, недоношенность плодов, осложнения родов. Установлено, что нарушение течения беременности в значительной степени связано с так называемым полярным напряжением, особенно выраженным в первые 1- 3 года пребывания на Крайнем Севере.

Большое значение имеет строительство жилья для зимовщиков. Внутри континентальная станция — система домов-блоков, соединенных теплыми переходами. Максимальная компактность жилья необходима для сохранения тепла в жилье. Строительный материал — прессованный картон и фанера с войлочным утеплителем позволяет при резких перепадах температуры наружного и комнатного воздуха удержать тепло в жилье. Расположение жилых помещений, как правило, подснежное или частично подснежное. Освещение только искусственное, так как естественное освещение отсутствует из-за малых размеров окон, их обмерзания и заноса снегом. Из-за постоянных ветров и больших перепадов температуры воздуха вне и внутри помещения кратность воздухообмена повышена и составляет более 2 раз в час, что вызывает ощущение сквозняка. Из-за малых размеров жилья и скученности людей содержание углекислоты в воздухе часто превышает допустимые уровни.

Теплая меховая и шерстяная одежда позволяет находиться на открытом воздухе до 30 мин при температуре -80-850 С. Общая масса одежды составляет 12-15 кг. Защитные маски для лица малоэффективны, более целесообразны специальные аппараты-маски, подающие тепло и кислород.

Не менее серьезные изменения в организме наблюдаются при акклиматизации в жарком климате. Жаркий климат существует в географических областях, занятых пустынями и полупустынями, где высокие температуры воздуха (50 °С и выше) сохраняются на протяжении 5—7 месяцев. Происходят резкие колебания температуры воздуха в течение суток (ночью до -10 °С). Интенсивная солнечная радиация, высокая температура окружающих предметов и почвы, низкая относительная влажность воздуха (12—20%), пыльные бури дополняют характеристику жаркого сухого климата. Влажный тропический климат предъявляет к организму исключительно высокие требования. Практически постоянная высокая температура воздуха (выше 30 °С) в течение года и суток, высокая относительная влажность воздуха сильно затрудняют теплоотдачу. Единственным механизмом, поддерживающим тепловой баланс, становятся испарение пота и отдача тепла с дыханием. Тепловой баланс человека быстро нарушается, резко снижается работоспособность, снижается основной обмен.

Снижение функций щитовидной железы влияет на энергетический обмен, уменьшает общее теплообразование.

В процессе акклиматизации в условиях жаркого климата у вновь прибывших наблюдаются тахикардия, неустойчивость артериального давления, учащение дыхания.

В жарком климате резко снижается разница между средней взвешенной температурой кожи и температурой воздуха. В результате экзогенного поступления тепла температура кожи повышается до 39 °С.

Основная реакция на тепло — расширение периферических кровеносных сосудов приводит к значительному нарастанию объема циркулирующей крови и снижению артериального давления. Это снижает функциональные возможности сердечно-сосудистой системы. Для сохранения адекватного кожного кровотока суживаются сосуды внутренних органов (печени, почек, кишечника). Интенсивное потоотделение в конечном итоге приводит к дегидратации и сгущению крови. С потом покидают организм водорастворимые витамины и соли.

При потере массы тела в результате потоотделения более 15% наступают необратимые изменения сердечно-сосудистой и нервной систем. Горячий ветер с пылью повреждает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, носовые раковины утолщаются, дыхание через нос затрудняется, возникают острые и хронические риниты и фаринголарингиты. Фильтрующая способность носа и бактерицидные свойства слизистых оболочек снижаются, что приводит к бронхитам и поражению легочной паренхимы. Интенсивное испарение пота, изнуряющая жара, обильное питье ведут к нарушению водно-электролитного баланса и развитию теплового истощения.

Комплекс факторов жаркого климата оказывает угнетающее действие на пищеварение, что проявляется в уменьшении слюноотделения, снижении тонуса и двигательной активности желудочно-кишечного тракта, снижении кислотности желудочного сока, что обусловливает широкое распространение гипацидного гастрита среди приезжих.

В пустынных местностях в жаркую погоду пьют горячий чай. Горячий чай быстро выравнивает водный баланс, значительно снижает продукцию тепла при мышечной работе. Оказалось также, что вещества, оказывающие сокогонное действие (овощные отвары, фруктовые соки, квас), способны сохранять воду в организме, уменьшать количество выделяемой мочи и пота и тем самым способствовать сохранению теплового равновесия.

Заключение

Влияние климата на организм человека складывается из разнообразных воздействий факторов внешней среды, составляющих сложный климатический комплекс. На организм человека оказывают влияние метеорологические (атмосферные), радиационные (космические) и земные (теллурические) факторы. Организм реагирует как непосредственно на отдельные преобладающие элементы перечисленных групп факторов, так и на их сочетания, образующие различные варианты погодных ситуаций. Погода рассматривается как целостное образование природы, характеризуемое комплексом взаимосвязанных и взаимообусловленных метеорологических и иных элементов и явлений. Климат, как многолетний режим погоды в данной местности, оказывает влияние на организм именно через погодные факторы. На организм человека влияют суточные и сезонные изменения, с которыми связаны определенные биологические ритмы; воздействует смена климатических районов при дальних поездках. Имеют значение микроклиматические условия, создаваемые жилищем, одеждой и т.д. 
 
Особенности воздействия климатических факторов в отличие от многих других воздействий состоят в том, что эти факторы являются естественными раздражителями для организма человека. Они имеют общебиологическое значение. В процессе развития человек приспосабливается к воздействиям внешней среды, при этом в организме вырабатывались различные регуляторные механизмы, связанные с этими влияниями. 
 
Только взаимодействуя с внешней средой, постоянно используя кислород воздуха, подвергаясь воздействию солнечной радиации, которая влияет на различные биохимические процессы организма, потребляя из окружающей среды необходимые вещества, приспосабливаясь к изменяющимся климатическим условиям, человек может нормально существовать и развиваться. Все сказанное позволяет придти к выводу, что использование климатических факторов с целью стимуляции жизнедеятельности организма является биологически обоснованным оздоровительным лечебным мероприятием. В этом состоит отличие климатотерапии от других лечебных методов и в этом же заключаются большие возможности лечебного использования природных факторов как наиболее естественных для организма человека. 
 
Климатические факторы обладают сложной физико-химической структурой, которая включает в себя температурный компонент, давление, влажность, движение воздуха, электрическое и магнитное поля, лучистую энергию, химические вещества, выделяемые в воздух растениями и т.д. Такая сложная структура климатических факторов приводит к тому, что они влияют практически на все рецепторные приборы организма человека. 
 
Одной из наиболее важных реакций организма на климатические воздействия являются изменения термоадаптационных механизмов, их тренировка, в основе закаливания. Механизм термоадаптации, поддерживающий постоянство температуры тела и обеспечивающий оптимальные условия для обменных процессов, довольно сложен. Функциональная система, обеспечивающая гомойотермию, включает в себя механизмы теплоотдачи и теплопродукции. Первые регулируют тепловое состояние организма путем изменения условий для теплообмена, способствуя увеличению или уменьшению потери тепла (физическая терморегуляция). Основная роль в этом принадлежит сосудистой системе, реакцию которой можно зарегистрировать, в частности, по величине сдвигов кожной температуры. К реакциям физической терморегуляции относится и потоотделение, предупреждающее перегревание тела. 
 
Под влиянием условий внешней среды в каждом конкретном случае рефлекторно включаются определенные механизмы, входящие в функциональную систему термоадаптации и направленные на поддержание гомойотермии. Очевидно, существенную роль играет и состояние воспринимающих приборов, их способность быстро и адекватно реагировать на изменение окружающей среды. В обычных условиях функция терморегуляции у человека ослаблена, так как он почти всю жизнь проводит в условиях «климата жилища» и «пододежного климата», в которых терморецепторы не подвергаются постоянным раздражениям факторов внешней среды. Способность организма реагировать на изменения этих факторов снижается и таким образом как бы нарушаются его биологические связи с внешней средой. Климатолечение ведет к восстановлению этих связей и позволяет достичь высокой степени закаливания.