Влияние геофизических факторов на здоровье человека

Влияние геофизических факторов на здоровье человека

Введение

С незапамятных времен наши предки знали о зависимости  самочувствия и всех жизненных процессов  от погодных и других природных явлений, что приводило к одухотворению  мира природы, формированию культов  природных явлений и их обожествлению. Отсюда появились бог Ра, Даждь-бог, Перун, Посейдон, наяды, дриады и многие другие божества, преклонение которым помогало человеку находить гармонию с природой. Народные представления давным-давно связывали с приближением плохой погоды "ломоту в костях", боли в суставах, ухудшение самочувствия и другие негативные реакции организма.

Первые письменные свидетельства о влиянии погодных явлений на здоровье человека также  известны с давних времен. В Индии 4000 лет назад говорили о приобретении растениями лечебных свойств от лучей  Солнца, гроз и дождей. Гиппократ  за 400 лет до нашей эры выявил зависимость  здоровья человека от климата и погоды. Тибетская медицина до сих пор  связывает болезни с определенными  сочетаниями метеорологических  факторов. Например, усиление болей  в суставах связывается с дождливой  погодой и большими ветрами. В XV веке врач Парацельс связывал происхождение  болезней с ветрами, молниями и погодой. О влиянии погоды и космоса  на здоровье писали великие умы человечества: Лейбниц, Гете, Ломоносов, Аккерман, Боткин, Чижевский и многие другие. В своих лекциях Г.А.Захарьин (1885) утверждал, что практически нет таких заболеваний, в возникновении которых климатические и метеорологические условия не играли бы важной роли. В середине ХХ века подробную сводку медико-метеорологических наблюдений сделал Д.Ассман (1966).

Последние исследования показали, что человеческий организм, как и любое живое создание, не является закрытой системой. Более  того, будучи порождением Вселенной, космоса, биосферы Земли, человек является частицей окружающего мира, глубоко  зависимой от течения внешних  процессов. И поэтому только гармония внутренних процессов организма  с ритмами внешней среды, природы, космоса может быть твердой основой  стабильной жизнедеятельности человеческого  организма, то есть базисом его здоровья и хорошего самочувствия. Это заключение в определенной степени является финальной точкой в долгом споре  философов, что превалирует в  человеке - социальное или биологическое. Именно поэтому все наши способы противостоять приходу болезней должны быть основаны на встраивании нашей жизнедеятельности, наших социальных деяний в строгую зависимость от законов функционирования биосферы планеты, законов стабильного существования Солнечной системы, законов Вселенной, породившей человечество, а не наоборот, пытаться заставить Землю и звезды подстраиваться под собственные прихоти.  

Сегодня уже окончательно ясно, что именно природные процессы задают нашему организму способность  противостоять многочисленным экстремальным  факторам. А социальная деятельность человека становится таким же мощным стрессирующим элементом, если ее ритмы не подчиняются биосферным и космическим колебаниям, и, особенно тогда, когда осуществляется массированная длительная попытка подчинить жизнедеятельность человека, его биологические часы, искусственно придуманным социальным ритмам.

В настоящее время  на первый план проблем для здоровья населения выходят именно патологические расстройства, обусловленные несоответствием  наших социальных преобразований законам  природы. Эти расстройства, так называемые социопатии, влекут за собой психические расстройства, алкоголизм, наркоманию, рост сердечно-сосудистой, онкологической, иммунной патологии; увеличение женской патологии, туберкулеза, венерических болезней, числа самоубийств и убийств. А одним из главных механизмов развития социопатии оказывается нарастающая под действием социальных факторов дисгармония внутриорганизменных процессов с изменяющимися условиями природной среды. Этот механизм и есть неадекватная реакция дезориентированного дефектным социумом организма на метеорологические, климатические, геофизические, космические флюктуации.

Действительно, должен ли организм здорового человека изменять функционирование своих жизненных  процессов при изменении внешних  геофизических условий? Этот вопрос вовсе не случаен. На протяжении многих веков среди населения Земли, развивающегося по так называемому  западному типу эволюции, сформировалось и укрепилось философское убеждение, что человек является "царем" природы. С таких позиций здоровье зависит только от социальных факторов, а "слабые" взаимосвязи организма  с движением Луны, Солнца, планет солнечной системы, с перепадами атмосферного давления, с возмущениями геомагнитного поля практически  всерьез не воспринимаются. Именно это укоренившееся мнение стало  базисом авторитетного заключения, что стоит только защитить человека от холода, обеспечить привычные бытовые  условия жизни, и ничто и никто  не страшны. Хотя, статистика заболеваний  и смертности людей, почему-то, в  эту концепцию не укладываются.

Сегодня результаты реализации таких программ, как "Адаптация  человека", "Солнце - климат - человек", "Глобэкс", с полной уверенностью дают право утверждать, что состояние здоровья человека зависит прежде всего от влияния комплекса специфических погодных, геофизических и космических факторов. Социальные, бытовые, производственные условия могут либо ослаблять, либо усиливать это взаимодействие.

Практически каждый из нас, дожив до определенного возраста, пережив очередной стресс или  оправившись от болезни, вдруг начинает чувствовать зависимость своего состояния и настроения от изменяющихся факторов среды. При этом обычно делается вывод, что погода действует на здоровье. В то же время другие люди, обладающие недюжинным здоровьем, большой уверенностью в своих силах и возможностях, не представляют, как могут такие  незначительные с их точки зрения факторы, как атмосферное давление, геомагнитные возмущения, гравитационные аномалии в Солнечной системе  действовать на человека. Причем к  группе противников влияния геофизических  факторов на человека часто относятся  физики и геофизики.

Основными аргументами  таких скептиков являются довольно спорные физические расчеты энергетической значимости электромагнитного поля Земли, а также изменений ее гравитационного  поля под действием сил притяжения Солнца и планет Солнечной системы. При этом говорится, что в городах  промышленные электромагнитные поля во много раз мощнее, а значение изменения  гравитационного поля, составляющее цифру с восемью нулями после  запятой, не имеет какого-либо физического  смысла. Такую альтернативную точку  зрения на влияние солнечных, геофизических  и погодных факторов на здоровье человека имеют к примеру геофизики С.И.Авдюшин и А.Д.Данилов (1989), считающие на основании собственных умозаключений, что солнечная активность ни непосредственно, ни через погоду влиять на здоровье людей не может.

В обратном их не могут  убедить даже работы их коллег К.С. Войчишина с соавт. (1974), Ю.Г.Мизуна (1997) и многих других, однозначно доказавших зависимость здоровья человека от геофизических, погодных и космических факторов и обобщивших свои данные в своих публикациях, а также в докладах на международном симпозиуме "Климат и здоровье человека" в 1986 году, на первом всесоюзном совещании "Полярная метеорология на службе народного хозяйства" в 1987 году, на республиканской научно-практической конференции "Влияние солнечной активности, климата, погоды на здоровье человека и вопросы метеопрофилактики" в 1988 году, на всесоюзном совещании по биоклиматологии человека в 1989 году, на региональном симпозиуме "Адаптация к экстремальным геофизическим факторам и профилактика метеотропных реакций" в 1989 году, на симпозиуме "Медицинский геофизический прогноз и профилактика метеопатий" в 1991 году, на симпозиуме "Суточный ритм приливных вариаций сил тяжести и метеопатии" в 1993 году и на многих других международных и российских профессиональных форумах.

Основатель гелиобиологии  А.Л.Чижевский в начале столетия о связи самочувствия и здоровья человека с космическими и геофизическими воздействиями сказал так: "Человек  и микроб - существа не только земные, но и космические, связанные всей своей биологией, всеми молекулами, всеми частицами своих тел  с космосом, с его лучами, потоками и полями".

Продолжатели дела А.Л.Чижевского существенно продвинули понимание зависимости человека от космических и связанных с  ними погодно-климатических условий. Именно в 20 веке получило развитие новое  научное направление - биоклиматопатология, изучающая реакции и состояния человека, обусловленные действием погодных, геофизических и космических факторов. Научные представления о физиологическом и патологическом влиянии погодных факторов были заложены работами отечественных (Мезерницкий,1937; Ремизов,1934; Чубинский,1965; Данишевский,1955) выделили метеотропные заболевания, то есть заболевания, связанные с воздействием климато-метеорологических и геофизических факторов и сделал их следующую классификацию:

1. заболевания, вызванные  термическими нагрузками,

2. заболевания, обусловленные  ультрафиолетовым излучением,

3. инфекционные болезни, 

4. ежегодно возникающие  болезни ("сезонные болезни").

По всему миру отмечается широкое распространение и рост метеопатических реакций и состояний.

О высокой распространенности и значимости метеопатологии в настоящее время свидетельствуют и данные широкомасштабных исследований показателей смертности при изменениях различных метеорологических и геофизических характеристик погоды, проведенных в различных регионах земного шара. Приведем ряд таких наблюдений. Анализировалась смертность за 1976-1992 гг. среди людей 50 лет и старше на юго-востоке Англии при перепадах атмосферной температуры от 0О С до - 15О С. Дню, когда температура резко снижалась, предшествовали теплые дни. В первый день снижения температуры смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, респираторных заболеваний была невысокой. В последующие холодные дни смертность повышалась. Сотрудниками кафедры географии Университета штата Делавэр (г.Ньюарк, США) изучалась смертность, связанная с погодными условиями. Выявлено, что помимо особенно вредного действия высоких температур, к дополнительным метеорологическим характеристикам, способным создавать условия дискомфорта и ослаблять состояние здоровья, могут быть отнесены такие погодные составляющие как влажность, видимость и скорость ветра.

Проанализированы  сведения о смертности и термических  переменных климата в шести штатах США за период с 1921 по 1985годы. Смертность в этот период увеличивалась экспоненциально, при этом каждое понижение температуры  воздуха в июле на 1О F сопровождалось ростом смертности на 0,6%, а понижение  температуры воздуха в январе сопровождалось ростом смертности до 2,4% (Besancluot,1991).

Сотрудники отдела эпидемиологии и токсикологии Института  гигиены и эпидемиологии (г.Брюссель) и Межрегиональной группы окружающей среды (г.Брюссель) изучали причины значительного неожиданного повышения уровня смертности в период от 27 июня до 7 августа 1994 г., когда средняя дневная температура в Бельгии была самой высокой с 1833 г. Исследование позволило считать, что причиной повышения смертности, наблюдавшейся в Бельгии летом 1994г., являлась комбинация высоких внешних температур и содержание в воздухе высоких концентраций озона. Сезонные вариации смертности в Шри-Ланке были сопоставлены с различными метеорологическими вариациями. Результаты математического анализа позволили ассоциировать сезонную смертность с периодом дождей и высокой влажностью. Проводилось изучение возможной связи внезапной смерти при эпилептических ночных припадках с резким повышением геомагнитной активности. Анализ показал, что число внезапных смертей за месяц в популяции людей с эпилепсией положительно ассоциировалось с числом дней месяца, когда средняя геомагнитная активность превышала 50 нанотесл.

Наши исследования, проведенные в 1979-1986 годах по программе "Солнце-климат-человек" показали, что здоровые и больные люди реагируют  на изменение геофизических и  метеорологических условий по-разному. Здоровый организм за счет высокого запаса резервных возможностей своевременно перестраивает свои внутренние процессы в соответствии с изменившимися условиями внешней среды. Активизируются все гомеостатические системы (табл.1): усиливается иммунная защита, улучшаются обменные процессы; соответственно перестраиваются нервные реакции и эндокринная система; сохраняется или даже увеличивается работоспособность.

Таблица 1

Показатели функционирования основных гомеостатических систем организма  у здоровых и больных людей  в периоды геофизических и  погодных возмущений (в % к норме)

2

Магнитное поле Земли является неотъемлемой физической характеристикой нашей планеты, отражающей сложные энергетические процессы во внутреннем и внешнем  ядре. Считается, что основной причиной образования магнитного поля Земли, является течение огромных масс жидкого  железа, составляющих внешнее ядро Земли, вокруг внутреннего твердого ядра. 

Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли было выдвинуто английским врачом и натурфилософом Уильямом Гильбертом (William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete». Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется. Карл Гаусс (Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде. Коротко рассмотрим структуру магнитосферы Земли. На расстоянии от Земли, порядка трех радиусов, магнитные силовые линии имеют диполе подобное расположение. Эту область называют плазмосферой.

При удалении от поверхности Земли воздействие  солнечного ветра усиливается: геомагнитное поле со стороны Солнца сжимается, а с противоположной стороны вытягивается в длинный шлейф. Токи в ионосфере оказывают существенное влияние на магнитное поле на поверхности Земли. Верхняя область атмосферы (плазмосфера), порядка 100 км и выше, содержит большое количество ионов.

Плазма  удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние формируется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь земных магнитных бурь с солнечными вспышками (Белов К.П., Бочкарев Н.Г., 1983 г.).

Средняя напряженность магнитного поля на поверхности Земли сильно зависит от географического положения и равна, около 0,5 э (50 мкТл). Напряженность магнитного поля на магнитном экваторе составляет около 0,34 э (Эрстед). У магнитных полюсов около 0,66 э.

В районах  магнитных аномалий напряженность  резко возрастает и, например, в зоне Курской аномалии достигает 2 э. Магнитное поле Земли периодически испытывает возмущения, называемые магнитными пульсациями, возникающими вследствие возбуждения гидромагнитных волн в магнитосфере Земли. Частотный диапазон пульсаций варьирует от миллигерц до одного килогерца (Троицкая В.А., Гульельми А.В., 1969 г.).

Геомагнитное  поле не так уж постоянно и оно  время от времени меняется. Так, 2500 лет назад величина магнитного поля была в полтора раза выше, чем  сейчас. В истории Земли неоднократно наблюдались, так называемые, инверсии геомагнитного поля или переполюсовка, когда менялись местами северный и южный магнитные полюса. Наряду с инверсией геомагнитных полюсов существуют и менее радикальные смещения геомагнитного поля, так называемые «экскурсы», когда геомагнитные полюса начинают интенсивно смещаться на достаточно значительные расстояния, но при этом переполюсовки не происходит. Так, в истории Земли неоднократно происходили «экскурсы» геомагнитных полюсов, когда северный геомагнитный полюс двигался к экватору, но затем, доходя до него, менял направление движения на противоположное и возвращался в свое прежнее положение.

Роль  геомагнитного поля для существования  и развития жизни на Земле трудно переоценить, ибо силовые линии магнитного поля Земли, создают вокруг планеты своеобразный магнитный экран, защищающий поверхность Земли от губительных, для всего живого, космических лучей и потока заряженных частиц высоких энергий. 
 
 

Графически интегрированный  показатель изменения адаптивной устойчивости организма после биологически значимого  изменения геофизического, погодного, климатического, ритмологического или экологического фактора можно представить в виде кривой (рис.1), на которой видно как сразу же после действия средового фактора за счет мобилизации внутренних резервов возникает заметный достоверный подъем уровня адаптивной устойчивости организма человека. Это, как мы уже показали в таблице 1, сопровождается усилением функциональной активности всех гомеостатических систем. При этом высокий уровень функционирования жизнеобеспечивающих органов и систем сохраняется на протяжении двух-пяти суток в зависимости от экстремальности воздействовавшего фактора и от уровня резервных возможностей организма.

Рис.1

Субъективно все эти  явления здоровым человеком воспринимаются как улучшение самочувствия, подъем настроения. При этом может развиться  некоторая эйфория, благодушие, переоценка собственных возможностей. Именно на такой почве возникает уверенность  в своей независимости от природы  и начинается поиск научно обоснованных объяснений этой независимости.

Совершенно иная реакция  на изменение геофизических и  погодных факторов наблюдается у  людей с истощенными адаптивными  резервами. В эту группу входят больные, ослабленные и переутомленные люди. В дни, характеризующиеся резкими  изменениями одного или нескольких геофизических условий, у них  ухудшаются показатели (табл.1) энергетики, иммунной защиты, состояния сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем, органов дыхания. Замедляются реакции центральной нервной системы, снижается работоспособность. Организм начинает терять способность быстро перестраивать свои внутренние реакции применительно к новым, изменившимся условиям окружающей среды, что проявляется субъективным ощущением ухудшения самочувствия, появлением головной боли, одышки, гипертонических кризов и других, так называемых субъективных метеопатических, реакций.

На рисунке 2 интегрированный  показатель изменения адаптивной устойчивости организма у больного после биологически значимого изменения геофизического, погодного, климатического, ритмологического или экологического фактора можно представить в виде кривой, на которой видно как сразу же после действия средового фактора за счет мобилизации внутренних резервов возникает незначительный краткосрочный (в течение 2-4 часов) подъем уровня адаптивной устойчивости, сменяющийся затем достоверным ее снижением.

Рис. 2

Это, как мы уже  показали в таблице 1, сопровождается снижением функциональной активности большинства гомеостатических систем. При этом низкий уровень функционирования жизнеобеспечивающих органов и  систем сохраняется на протяжении двух-пяти суток в зависимости от экстремальности  воздействовавшего фактора и  от уровня резервных возможностей организма.

Наглядно взаимосвязь  болезненной метеочувствительности с расстройствами функции отдельных систем представлена в таблице 2.

Таблица 2

Взаимосвязь болезненной метеочувствительности с расстройствами функций отдельных систем (по данным корреляционного анализа)

Как следует из приведенных  данных, практически любое расстройство функций гомеостатических систем проявляется  возникновением метеопатической реакции  той или иной степени выраженности. Об этом же свидетельствует наличие корреляции болезненной метеочувствительности со степенью нарушений липидного обмена (r=0,68), с повреждением клеточных мембран (r=0,43), с нарушением пигментного обмена (r=0,36), с повышением уровня кортикостероидов в крови (r=0,50), с уровнем повышения артериального давления (r=0,79), с ощущением внутреннего времени (r=0,88), со степенью заторможенности нервных процессов (r=0,47).

Одновременно наши динамические наблюдения за больными показали, что в периоды магнитных  бурь, гравитационных возмущений и  резких перепадов атмосферного давления наряду с увеличением жалоб на метеопатические реакции объективно фиксировались: повышение холестерина, триглицеридов, липопротеидов низкой и очень низкой плотности, кортизола, циркулирующих иммунных комплексов в крови, уменьшение числа Т-лимфоцитов и снижение степени антиоксидантной защиты клеточных мембран (табл.1).

Таким образом, можно  сформулировать вывод словами авторов  книги "Москвичу о погоде", что  современный человек с помощью  разнообразной одежды и помещений  с искусственным климатом не стал практически независим от метеорологических  и других геофизических факторов. Влияние природных условий сказывается  в нашей повседневной жизни не в меньшей, а в некоторых случаях  даже в большей степени, чем это  было в прошлом. В комфортной обстановке современного жилища (а зачастую и производства) создаются "тепличные" условия, возрастает "изнеженность" организма (Дмитриев, Ягодинский,1984).

Другими словами, результаты изучения реагирования человека на изменение  погодных, геомагнитных, гравитационных, биоритмологических и других биосферных факторов позволили выделить понятия физиологической и патологической метеочувствительности.

Н.М.Воронин и др. (1965) также выделили два типа реакции  организма на действие погодных факторов: с одной стороны, метеотропные, патологические реакции, связанные с неспособностью организма поддерживать гомеостаз  и, с другой стороны, физиологическая  адаптация к непривычным климатическим  факторам - процесс, связанный с выработкой нового устойчивого состояния.

Реакции на изменение  погодных условий наиболее ярко проявляются  в связи с переездами людей  в непривычные климатические  условия. Как оказалось, в начальном  периоде акклиматизации основной обмен  увеличивается на 16-40%, а иногда даже на 70% по сравнению с исходными  величинами.

Отмечено, что при  резких сменах погодных условиях при  нормальной физиологической реактивности прежде всего проявляются неспецифические реакции, характеризующиеся общим "напряжением" организма. Н.М.Воронин (1959), проводит аналогию этих процессов со стадией тревоги общего адаптационного синдрома (по Селье). При этом усиливается деятельность ряда физиологических систем организма, меняется уровень обменных процессов. Усиление реактивности нервной системы в начальном периоде адаптации протекает с превалированием общих подкорковых реакций. При достаточно длительном действии измененной среды эта "регуляторная" фаза адаптации сменяется фиксацией изменений в функциях тканей. Эта фаза клеточной адаптации, которая проявляется в том, что изолированные ткани адаптированного организма обладают иными свойствами, чем ткани нормальных животных.

Подтверждение необходимости  для поддержания высокого уровня здоровья гармонии человека с такими факторами внешней среды как  метеорологические мы находим в  работе О.Н.Липовецкой с соавт. (1988). Эти исследователи показали, что периодические, вызванные суточными и сезонными колебаниями погодообразующих факторов, и непериодические, обусловленные сменой воздушных масс, изменения характеристик воздушной среды не только не оказывают губительного влияния на здорового человека, но и являются необходимым тренингом для его организма. При нарушениях в работе каких-либо систем организма, то есть при наступлении болезни, самочувствие человека входит во все большую зависимость от изменений в условиях окружающей среды, а степень метеотропности больного повышается.

Рассмотрим подробнее  понятие физиологической метеочувствительности. Физиологическая метеочувствительность - это свойство организма обеспечивать свое здоровье за счет постоянного согласования жизнеобеспечивающих процессов человеческого организма с космическими, солнечными, планетарными, геофизическими, метеорологическими, полевыми и ритмологическими процессами в окружающей нас среде. Именно под этим термином подразумеваются возможности здорового организма постоянно отслеживать внешние пульсации Солнца, космоса, геофизических, погодных, других природных явлений. Можно сказать, что метеочувствительность - реагирование человеческого организма на изменение погодных, геофизических и космических условий нашего существования - это самая обычная, нормальная физиологическая реакция, направленная на совершенствование живой материи, на поддержание гармонии с постоянно изменяющимся миром.

Эта способность своевременного и адекватного реагирования организма  на изменение внешних воздействий  среды, особенно в регионах с экстремальными климато-геофизическими условиями, зависит от индивидуальных гено-фенотипических особенностей механизмов адаптации, степени их истощения в данный период, от сочетания тех или иных погодных и геофизических факторов, от локального геомагнитного, гравитационного, геохимического, антропогенного фона. Следует напомнить, что некоторые исследователи для обозначения физиологической метеочувствительности использовали определения "метеотолерантность" или "метеорезистентность", подчеркивая этим свойство организма обеспечивать устойчивость человека к действию неблагоприятных метео-геофизических факторов. В этом случае речь идет об индивидуальной способности организма переносить погодные и геофизические влияния без патологического реагирования на них (Григорьев И.И.,1996 и др.).