bioritm
.pdfМЕТЕОПАТОЛОГИЯ И НАРУШЕНИЯ БИОРИТМОВ
Рыжаков Д.И., Шевантаева О.Н., Журавлев В.А.
Введение
Проблема метеопатологии и нарушения биологических ритмов весьма актуальна и имеет большое медико-социальное значение:
Человек — природное существо, и он не свободен от взаимосвязей со средой обитания. Освоение человеком новых районов земного шара, верхних слоев атмосферы и космического пространства увеличивает возможность воздействия на организм экстремальных метеорологических факторов. Наряду с этим и на поверхности Земли возрастает возможность влияния необычных погодных факторов на людей, по тем или иным причинам переезжающих из одних климатических зон в другие, что вызывает . необходимость адаптации к ним.
Наконец, известно, что к изменениям погоды особенно чувствительны лица пожилого возраста и страдающие хроническими заболеваниями. Между тем структура возраста и заболеваемости современного общества показывает как раз относительное увеличение в популяции пожилых и старых людей и неуклонное возрастание числа хронических заболеваний.
Современный бурный технический прогресс с его сложными видами трудовой деятельности сопровождается постоянным нарушением "привычного" ритма жизни человека, предъявляя особенно серьезные требования к его нервно-психической сфере. Нервно-эмоциональные напряжения, обусловленные темпами современной жизни, ведут к существенным нарушениям регуляции функций организма человека.
Рассогласование биологических ритмов, десинхроноз, может превратить стройные, гармонично функционирующие ритмические системы жизненных функций в хаотическое нагромождение не связанных между собой процессов, к возникновению различных нервно-психических заболеваний.
Известно, что биоритмы играют ведущую роль в процессах саморегуляции, адаптации к внешним условиям, в том числе и метеорологическим. Хорошо сбалансированная система биоритмов определяет уровень здоровья человека.
Предлагаемые читателю лекции посвящены обозначенным проблемам. На первый взгляд это разные проблемы, однако, между ними имеется существенная связь. В частности, околосуточные ритмы физиологических функций во многом определяются чередованием дня и ночи при вращении Земли. Околомесячные (лунные), сезонные, окологодовые и многолетние ритмы организма человека также зависят от периодических процессов в Солнечной системе. Помимо ритмических периодических космических влияний, существуют непериодические, спонтанные воздействия, например, в виде магнитных бурь. Следовательно, здоровье человека определяется не только факторами внешней среды, непосредственно окружающими человека, но и более отдаленными космическими факторами. Последние воздействуют на организм либо прямо, либо косвенно, через изменение факторов внешней среды.
Интерес к метео- и хронопатологии за последние десятилетия заметно усилился. Осмысление данных вопросов назрело в связи с накоплением полученных за последнее время результатов научных изысканий. Во-первых, человек имеет дело с факторами, которые от него не зависят, он не может ими управлять, и они трудно поддаются регистрации. Во-вторых, изменения в организме не всегда регулярны и иногда слабо выражены. Несмотря на это, научно подтверждается этиологическая (причинная) значимость метеорологических и космических факторов.
Совершенствование методов исследования функций организма в направлении динамических, многократных измерений и мониторирования позволило выявить закономерные, периодические колебания различных параметров жизнедеятельности, т.е. конкретных биоритмов. Изучаются внутренние и внешние механизмы их возникновения, осуществляется типирование, выясняется их роль как конституциональных признаков. Нарушения ритмов (десинхронозы) могут быть начальными неспецифическими звеньями патогенеза различных заболеваний. В то же время, при направленном диагностическом исследовании необходимо учитывать возможность ритмического колебания интересующего параметра. Все больше накапливается данных о необходимости учета фазы колебательного процесса нарушенной функции организма для выбора оптимального времени при ее коррекции. Публикация данных лекций может принести пользу студентам-медикам, врачам и биологам для начального знакомства с вопросами метео- и хронопатологии.
1
МЕТЕОПАТОЛОГИЯ
Организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен. Поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него, так как без последней существование организма невозможно.
И М.Сеченов
Организм человека пребывает всю жизнь в состоянии непрерывно-подвижного равновесия с колебаниями окружающей среды. Значительный диапазон физиологических механизмов уравновешивания позволяет большинству людей приспосабливаться без заметных расстройств к любой погоде. Недостаточность механизмов адаптации приводит к возникновению различных патологических реакций. При этом если нагрузка на приспособительные механизмы резко выходит за пределы индивидуального диапазона адаптации, то на организм зачастую оказывают влияние не только резкие амплитуды колебаний погоды, но и слабые раздражители.
Следует учитывать, что климатогеографическая среда оказывает влияние на жизнедеятельность человека в значительной мере социально опосредованно, то есть через условия существования — жилище, быт, одежду, питание, труд. Получается парадоксальный замкнутый круг: чем дольше организм изолирован от внешних климатических факторов и находится в комфортных или субкомфортных условиях микроклимата помещения, тем больше снижаются его приспособительные реакции к постоянно изменяющимся параметрам. В результате нарушается динамическое равновесие между организмом человека и внешней средой, что приводит к возникновению метеопатических реакций.
В настоящее время существует такая отрасль биометеорологии, как медицинская климатология, изучающая влияние физических факторов окружающей среды на человека и разрабатывающая методы их оценки в лечебно-профилактических целях. Разделами медицинской климатологии являются климатофизиология, климатопатология и климатотерапия.
Климатофизиология изучает характер формирования приспособительных реакций и функций различных органов и систем организма человека под влиянием климатических и связанных с ними других природных факторов.
Климатопатология изучает зависимость различных патологических состояний от смены климата, необычных изменений погоды в привычном климате, а также сезонов года с целью разработки методов профилактики этих состояний. Выделяют климатопатологические реакции, которые могут возникать вследствие резкой смены климата, и метеопатические реакции в ответ на аномальные изменения погоды в привычном климате.
Климатотерапия изучает возможность использования влияний метеорологических факторов и особенностей климата данной местности в лечебных и оздоровительных целях.
Основы медицинской климатологии заложены П.Т. Мезерницким, который впервые в 1937 году разработал схему, отражающую основные пути влияния климатических факторов на организм. АЛ. Чижевским внесен существенный вклад в развитие климатопатологии человека, а также в разработку научных основ климатотерапии. В тот же период времени издается ряд методических пособий и учебников по медицинской климатологии под редакцией H.А. Ремизова, В.А. Климовицкого. В 1956— 1970 годах под руководством профессора Г.М. Данишевского проводились обширные унифицированные исследования по кардиоклиматопатологии. Большую роль в становлении медицинской климатологии сыграли также исследования А.Н. Бойко, Н.Н. Калитина, Е.А. Чернявского. Существенный вклад в создании системы медицинского прогнозирования принадлежит И.И. Григорьеву, В.Ф. Овчаровой.
Вместе с тем проблему метеочувствительности человеческого организма нельзя считать до конца изученной. Необходимость дальнейшего проведения исследований в этой области очевидна. Научные исследования данной проблемы призваны служить интересам клинической медицины. Практикующие врачи различных специальностей должны быть в достаточной мере информированы в вопросах диагностики, лечения и профилактики метеопатологических реакций.
Современные представления о погоде и ее элементах
Климат — многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности, определяющийся закономерной последовательностью метеорологических процессов.
2
Согласно современным представлениям, в общем комплексном воздействии климата на организм человека существенная роль принадлежит изменчивости погоды.
Под погодой понимают физическое состояние нижнего слоя атмосферы, характеризуемое комплексом метеорологических элементов, одновременно наблюдаемых в том или ином пункте земной поверхности. К основным метеорологическим элементам, определяющим погоду, относят совокупность лучистой энергии, космического излучения, атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, направления и скорости ветра, облаков, тумана, осадков, аэрохимических, энергетических и магнитных явлений в атмосфере.
Радиационный баланс Земли - это соотношение прихода к Земле и удаления от нее потоков лучистой энергии Солнца и тепловой энергии самой Земли. Известно, что из общего количества лучистой энергии Солнца, падающей на Землю, непосредственно земной атмосферой поглощается лишь около 16%. Примерно 44% радиации поглощается земной поверхностью. Остальная часть теряется Землей и атмосферой вследствие отражения и рассеивания. Глобальные и регионарные условия радиационного режима во многом определяют циркуляционные процессы в атмосфере.
Циркуляция атмосферы — перемещение воздушных масс вследствие взаимодействия движущихся и стационарных областей низкого (циклоны) и высокого (антициклоны) давления. В процессе их взаимодействия на границах раздела создаются перепады давления, называемые атмосферными фронтами. Эти фронты сопровождаются резким изменением метеорологических факторов и явлений. Циклону с проходящим теплым фронтом свойственна теплая дождливая пасмурная погода, а при циклоне с проходящим холодным фронтом наблюдается разорванная облачность, ливневые дожди, сильный ветер. В зоне антициклона формирование фронтальных зон ограничено. Центральная часть его характеризуется ясной и малооблачной погодой, безветренной или со слабыми ветрами.
К числу основных характеристик погоды относится температура воздуха. Она зависит от интенсивности солнечной радиации, характера подстилающей поверхности и атмосферной циркуляции. Суточные и годовые изменения поступления солнечного тепла обуславливают и суточные, и годовые изменения температуры воздуха. Амплитуда годовых колебаний определяется широтой места, увеличиваясь по направлению к более высоким широтам. В средних широтах разность между абсолютной максимальной и абсолютной минимальной температурами в течение года может быть достаточно высокой. Например, в Москве эти перепады достигают почти ежегодно величины в 50° С (от -25° до +25° С), а также в пределах одного и того же сезона года и даже месяца температурные перепады могут быть столь же значительными. Так, в Москве в течение января была зарегистрирована температура -42,4° и +4,9° С (перепад в 47,3°).
Считают, что атмосферное давление не является существенным элементом климата (Блютген, 1972), но оно определяет ветер, который, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению температуры, влажности, облачности, осадков. Первостепенное значение имеет периодическая изменчивость давления, так как с ней связаны фронтальные явления и циклоны.
Влажность воздуха также является важным элементом погоды. Она определяет количество атмосферных осадков. Конденсируясь, влага создает помутнение атмосферы и этим влияет на солнечную радиацию. Влажность в сочетании с температурой воздуха оказывает выраженное влияние на организм. Наиболее комфортны для человека условия, при которых относительная влажность равна 50%, а температура воздуха в пределах 16—18° С.
Общая характеристика причин и условий метеопатологических реакций
Многовековой медицинский опыт свидетельствует о том, что с природными условиями тесно связаны здоровье проживающего в данной местности населения, характер и особенности течения заболеваний.
Среди природных факторов большое значение имеет погода, к изменениям которой чувствительны в среднем 30—40% населения, а в старших возрастных группах 80—90%.
Хотя чувствительность людей увеличивается с возрастом, ей подвержены практически все возрастные группы, в том числе от 10,6 до 61 % детей с различными хроническими заболеваниями. Наиболее чувствительны к изменениям погоды лица с избыточной массой тела, курящие, мало бывающие на свежем воздухе, нарушающие режим питания и ведущие малоподвижный образ жизни.
Неблагоприятные погодно-метеорологические условия в обычном климате у метеолабильных лиц могут играть роль провоцирующего или разрешающего момента, который может проявиться в виде так
3
называемых метеопатических (метеотропных) реакций.
Под метеотропной реакцией понимают совокупность неблагоприятных объективных и субъективных проявлений, возникающих в организме человека в связи с воздействием на него погодных факторов.
Такие проявления весьма многообразны и зависят от состояния здоровья, возраста, наличия и характера хронических заболеваний. Чаще всего метеотропные реакции проявляются возникновением или усилением головной боли, чувства тревоги, общим недомоганием, нарушением сна, болями в области сердца, колебаниями артериального давления и другими признаками, специфическими для обострения основного заболевания.
Повышенная реакция на метеотропный фактор зависит от ряда - условий, среди которых имеют значение наличие тех или иных патологических расстройств, возраст больного, а также существование того или иного "фонового" заболевания. Поэтому при перемене погоды одни изменения будут у сердечно-сосудистых больных, другие — у ревматиков, третьи — у больных с заболеваниями дыхательной и пищеварительной систем.
Вместе с тем изменения погоды вызывают комплекс специфических и неспецифических сдвигов в организме людей, не страдающих какими-либо острыми или хроническими болезнями. В этом случае метеорологические факторы выступают в роли основной причины страдания и можно говорить о "метеотропной болезни", или "метеотропных реакциях, в прямом смысле этого слова.
Выделен ряд признаков метеотропных реакций, отличающихся от симптомов обострения основного заболевания, обусловленного другими причинами. Такими признаками являются:
-одновременность и массовость появлений патологических состояний у больных с однотипными заболеваниями в неблагоприятных погодных ситуациях;
-кратковременность ухудшения состояния больных, синхронного с изменениями погоды;
-относительная стереотипность повторных нарушений у одного и того же больного в аналогичной метеорологической ситуации.
Почти все известные элементы погоды могут провоцировать метеотропные реакции. Например, уменьшение освещенности вызывает ухудшение самочувствия и специфические жалобы у метеолабильных лиц, в особенности, если у них имеется эмоциональная неустойчивость. Большое значение придают сдвигам барометрического давления. При его снижении заметно увеличивается число гипертонических кризов. Быстрое снижение барометрического давления действует наиболее отрицательно, если одновременно имеются высокая относительная влажность и облачность. Колебания барометрического давления синхронны возрастанию частоты инфарктов миокарда и инсультов. Имеется связь между течением крупозных пневмоний, высокой влажностью, охлаждением и сильным ветром. Установлено, что гипертоники чувствительны к сильным ветрам северо-восточного направления. При этих ветрах у них наблюдаются головные боли, головокружение, разбитость, быстрое утомление, снижение аппетита.
Большинство исследователей полагают, что наибольшее влияние оказывает комбинация погодных факторов, характерная для фронтальных типов погоды. Во фронтальных зонах имеют место большие контрасты температур. В них концентрируются значительные запасы энергии, которые затем расходуются на образование атмосферных вихрей - циклонов и антициклонов. В циклоне воздух поднимается вверх, вследствие чего расширяется и охлаждается, а водяные пары в нем сгущаются и образуют облачность и осадки. Поэтому с циклонами чаще всего связаны ненастье, сильный порывистый ветер, облачность, дожди и снегопады. Такой неблагоприятный комплекс оказывает влияние на течение атеросклероза, гипертонической болезни, хронической коронарной недостаточности, на увеличение числа скоропостижных смертей от гипертонии и атеросклероза. В центре же антициклона давление повышенное: воздух в нем, как правило, опускается вниз и растекается
встороны. Опускаясь, воздух нагревается и высушивается, облачность развеивается и исчезает. Поэтому антициклон несет с собой погоду ясную и без осадков. Циклоны и антициклоны перемещаются на огромные расстояния иногда со скоростью 2000 км в сутки. Частота и их интенсивность на данной территории и являются непосредственной причиной сохранения или резкой смены тех или иных типов погоды.
4
Основные метеотропные синдромы
В литературе описаны типичные метеопатологические синдромы. П.Г. Мезерницкий указывает на три основных симптомокомплекса: ревматоидный (периферический), катаральный (желудочнокишечный) и конгестивный (церебральный).
Ревматоидный симптомокомплекс выражается в болях мышц, общей усталости, воспалительных явлениях на серозных оболочках и периферических нервах, в миалгиях, артралгиях, невралгиях, плевралгиях и т.д.
Катаральный симптомокомплекс наблюдается сравнительно редко и проявляется главным образом нарушениями деятельности желудочно-кишечного тракта.
Конгестивный характеризуется повышенной раздражительностью, общим возбуждением, бессонницей, головными болями, приливами крови к голове и повышенным кровенаполнением конъюнктив, носовыми кровотечениями, расстройствами дыхания.
Иногда у больных проявляется общая слабость, депрессия, ослабление способности выполнять умственную работу, чувство страха, припадки потливости, головокружения, тошноты и рвоты. Эти расстройства называются автором также циклонопатиями или анемопатиями
А.Д. Дахин (1971) указывает на существование 4 основных метеопатологических синдромов: церебрального, кардиального, астматического, нервно-сосудистого: Церебральный синдром возникает у больных гипертонической болезнью, склерозом мозговых сосудов, у пациентов с гипотоническим состоянием. Кардиальный синдром выражается в виде болей в области сердца, нарушений сердечного ритма и наблюдается у больных атеросклерозом коронарных артерий, после инфаркта. Астматический синдром бывает чаще всего у больных с пороками сердца и недостаточностью. Нервно-сосудистый синдром характеризуется акроцианозом, гипергидрозом.
В.Ф. Овчарова (1978) выделяет метеопатические эффекты гипотензивно-гипоксического и тонизирующе-спастического характера.
Гипоксический эффект наиболее четко проявляется при низком атмосферном давлении, когда наблюдается значительное снижение количества кислорода в атмосфере. На этот тип погоды чаще реагируют метеолабильные больные, страдающие вегегодистоническим синдромом, артериальной гипотонией.
Спастический эффект наблюдается у метеолабильных больных бронхиальной астмой, почечной и желчно-каменной болезнью и др. Этот метеопатический эффект возникает при вторжениях холодных воздушных фронтов, в зоне с высоким атмосферным давлением и наличием сильного ветра.
Метеотропные реакции сердечно-сосудистых больных
Существует отчетливая связь частоты острых сердечно-сосудистых расстройств у соответствующих больных в отдельные периоды года в соответствии с метеорологическими изменениями.
Расстройства наиболее часты при прохождении теплого или холодного фронта одновременно с падением атмосферного давления и повышением температуры воздуха и проявляются за 1—2 дня до или в день резких изменений погоды. Наибольшее количество реакций - гипертонических кризов — наблюдается в ранние весенние или поздние осенние месяцы, когда имеют место наибольшие колебания атмосферного давления и температуры воздуха.
По данным А.Д. Дахина, метеолабильность сердечно-сосудистых больных в условиях значительных изменений погоды составляет 50—70%, причем наибольшая метеотропность имеет место в группе больных с повышенным давлением (72,1%) и наименьшая у больных с нормальным артериальным давлением (51,2%).
Как и во всех остальных случаях метеопатологии, сердечно-сосудистые больные чувствительны к изменениям всего комплекса погодных условий. Однако в ряде случаев указывается на важное значение какого-либо одного из элементов погоды.
Так, в последнее время обращают внимание на корреляцию между учащением метеопатологических реакций у сердечно-сосудистых больных со снижением весового содержания кислорода в атмосферном воздухе. При этом метеопатологические реакции проявляются за 1—2 дня до снижения весового содержания кислорода в воздухе. Перепады температуры, влажности вызывают ухудшение состояния у 60—65% больных. Очень важно отметить, что в 86,1% случаев продолжительность метеопатических реакций и метеоколебаний совпадает, а в 9,6% случаев эти реакции продолжаются после стабилизации погоды, и лишь в 4,3% они заканчивались раньше стабилизации погоды.
5
У сердечно-сосудистых больных метеолабильность выражается не только в функциональных, но и в морфологических и биохимических нарушениях: колебаниях холестерина в крови, повышенном протромбинообразовании, снижении мелкодисперсных и повышении крупнодисперсных фракций белка крови.
Гипертоническая болезнь. По данным различных авторов, процент гипертоников с метеолабильностью составлял от 23,8% до 65% от общего количества обследуемых. У 7—12% обследуемых от общего числа больных, подверженных метеотропии, острые сосудистые катастрофы возникали под влиянием изменений погоды.
В подавляющем большинстве случаев неблагоприятное влияние оказывал весь комплекс метеорологических элементов. Осложнения в ходе гипертонии наблюдаются при фронтальных погодах и при скачкообразном переходе одного класса в другой.
Вместе с тем некоторые авторы пытаются объяснить отклонения в состоянии больных гипертонией сдвигами отдельных элементов погоды. Например, М.М. Миррахимов с соавт. (1965) со снижением барометрического давления связывает высокие показатели фагоцитарного индекса и повышение артериального давления. Если увеличивалась влажность воздуха, то нарастало и артериальное, и венозное давление, а скорость кровообращения замедлялась. Возникали более частые нарушения капиллярной проницаемости, возрастали окислительные процессы, увеличивался уровень сахара в крови. При низких температурах воздуха венозное давление и скорость кровотока были наибольшими, но уровень артериального давления не обнаруживал заметных изменений.
Г.А. Ушверидзе (1977) считает, что при прохождении теплого фронта и вторжении тропической массы воздуха у гипертоников снижается максимальное артериальное давление, возникает умеренная тахикардия, увеличиваются ортостатический индекс, оптическая хронаксия, появляются общая слабость, чувство духоты, сердцебиение, одышка. При прохождении холодного фронта и вторжении масс воздуха из средних и арктических широт у гипертоников максимальное и минимальное давление повышается, наблюдаются нарушения сердечного ритма, уменьшается ортостатический индекс, появляется тенденция к укорочению оптической хронаксии, возникают головные и загрудинные боли, нарушается сон, усиливается раздражительность.
В исследовании Н.Ш. Тостамбековой (1965) указываются величины метеорологических параметров, способных провоцировать кризы у больных гипертонией: сдвиги барометрического давления — 5—30 мбар, относительная влажность воздуха — более 80%, а скорость ветра — от 6 до 15 м/с и более.
Кроме повышения артериального и венозного давлений, нарушений сердечного ритма, изменений ЭКГ, осциллометрического показателя, сдвигов биохимических показателей крови, наблюдаются нарушения регионального - мозгового и венечного - кровообращения, иногда с появлением инсультов и инфарктов.
Коронарная недостаточность. Инфаркт миокарда. Общий характер метеорологических влияний на эти заболевания сходен с воздействием этих факторов на ход гипертонической болезни. Больные чувствительны к скачкообразным изменениям погоды. Частота реакций возрастает, если развивается циклоническая деятельность, появляются холодные и теплые фронты. Данные литературы показывают, что, по большинству наблюдений, наименее благоприятным сезоном следует считать весенне-осенний, а в меньшей степени - летний сезон (Гитис И.И., 1954, Славова Ц.Н., 1967, Татевосов С.Р„ 1968).
Наибольшей метеочувствительностью обладают больные, у которых коронарная недостаточность или состояние после перенесенного инфаркта миокарда комбинируется с гипертонией, общим атеросклерозом, коронарным атеросклерозом. На прохождение фронтов такие больные реагируют стенокардией на фоне общей слабости с чувством нехватки воздуха. По сравнению с больными гипертонической болезнью больные с коронарной недостаточностью реагируют значительно слабее на снижение барометрического давления (Юраж В.Я., 1965). В то же время на них большое влияние оказывают изменения солнечной активности, приводящие к повышению магнитной напряженности Земли.
При выраженной коронарной недостаточности резкие перемены погоды могут вызвать сильные и длительные приступы стенокардии, появление инфарктов и большое число смертельных исходов.
При кардиосклерозе в условиях неблагоприятных погодных воздействий наблюдались боли в области сердца, изменения частоты пульса, аритмия, одышка, колебания артериального давления.
В периоды значительных колебаний метеорологических условий у больных атеросклерозом венечных артерий наблюдались изменения электрокардиограммы, выражавшиеся в углублении
6
отрицательного зубца Т, изолированном снижении интервала ST, снижении положительного зубца Т, заострении его и появлении зубца U.
Нарушения мозгового кровообращения. Инсульты. Нарушения сосудистого кровообращения в мозге с появлением инсультов подчиняются тем же закономерностям метеопатологии, что и описанные выше сердечно-сосудистые расстройства. Большей чувствительностью к сосудистым расстройствам в мозге обладают лица, имеющие нарушения мозгового кровообращения. Последние возникают при резких скачкообразных изменениях погоды в период фронтальных и циклонических процессов, чаще при появлении холодных, чем теплых фронтов.
При рассмотрении частоты скоропостижной смерти от инсульта по сезонам и месяцам отмечено, что максимум смертности приходится на зимний (31,2%) и осенний (26,9%) периоды года. По частоте смертности в зимний сезон выделяется февраль (11,4%), осенью - ноябрь (9,3%).
Касаясь причин увеличения числа острых сосудистых заболеваний в холодные сезоны, Г.М. Данишевский (1968) считает, что это связано с повышением обменных процессов в организме и воздействием холода на вазомоторные центры.
Возможные механизмы метеотропных нарушений
Если существование метеотропных нарушений представляется несомненным, хотя эмпирически установленным фактором, то непосредственные причины этих нарушений, их механизм сегодня еще изучены недостаточно.
Неоднократно указывалось, что метеолабильность обусловлена воздействием всего комплекса погодных изменений в целом. И если иногда и удается выделить действие тех или иных элементов погоды, то все же решающего влияния, детерминирующего метеотропные реакции, во всех случаях этот фактор не имеет.
С другой стороны, пока еще отсутствует достаточная физиологическая база для истолкования механизма воздействия тех или иных элементов погоды на организм человека. Так, не описаны, например, специфические рецепторы, которые воспринимали бы изменения барометрического давления, влажности, воздействия ветра той или иной силы, электромагнитных влияний.
Имеются указания на сдвиги эндокринной и нервной (симпатической и парасимпатической) регуляции под воздействием погодных факторов, изменения показателей внешнего дыхания, увеличение интенсивности коркового возбуждения и углубление коркового торможения.
Однако многие из этих расстройств носят неспецифический характер, и непосредственная связь их со сдвигами погоды не установлена, а значит, они тоже не объясняют механизма метеотропных влияний на организм.
Не проясняет дела также и обращение к генетическим аспектам метеотропности. В настоящее время описано много факторов внешней среды, способных вызывать мутации, то есть воздействовать на генетический аппарат клеток.
Замечено, что нередко метеотропные реакции возникают за несколько дней до наступления плохой погоды. Это объясняют тем, что изменению погоды предшествуют сдвиги магнитной напряженности Земли, потоки электромагнитных волн, связанные с солнечной активностью. Именно они и вызывают метеотропные нарушения, которые далее уже развертываются в полной мере на фоне измененной погоды. Электромагнитные волны влияют на организм сильнее, чем изменения погоды (Гневышев М.Н., 1978), поскольку действуют на весь организм, на его регуляторные механизмы и на всех уровнях, включая молекулярный. Кроме того, электромагнитные изменения наступают внезапно, и поэтому возможностей для адаптации у организма меньше. Строго говоря, и здесь речь идет не столько о механизме метеотропных нарушений, сколько об еще одном факторе, их вызывающем.
Как известно. Земля является магнитным диполем, т.е. имеет северный и южный магнитные полюса, соединенные силовыми линиями, расположенными в меридиональном направлении. Следовательно, биосфера Земли расположена в стационарном магнитном поле. Органы чувств человека не ощущают это поле, но его напряженность влияет на организм, если она меняется в ту или другую сторону. Существенной причиной резких изменений напряженности магнитного поля являются магнитные бури, вызываемые взаимодействием поля с изменяющимся потоком энергии, поступающей от Солнца.
Солнце излучает радиацию в широком диапазоне электромагнитного спектра — от сверхдлинных волн до гамма-излучения. Кроме того, излучаются заряженные частицы. Эти частицы, непрерывно испаряясь с поверхности Солнца, заполняют пространство Солнечной системы. Поскольку этот газ
7
непрерывно движется от Солнца, его назвали солнечным ветром. Солнечный ветер содержит малую долю энергии, излучаемой Солнцем, но играет важную роль в передаче к Земле возмущений, связанных с происходящими на поверхности Солнца процессами, проявляющимися в виде вспышек-взрывов. Во время солнечных вспышек выбрасывается в межпланетное пространство большое количество заряженных частиц: протонов, электронов, ядер гелия. Энергия потока этих частиц гораздо больше энергии частиц солнечного ветра - через 12—24 часа этот поток достигает орбиты Земли. Его давление сжимает ее магнитосферу на дневной стороне до 3—4 радиусов Земли. Такое сжатие приводит к резкому увеличению напряженности магнитного поля Земли. Начинается мировая магнитная буря. Начальная фаза магнитной бури, когда напряженность увеличивается, продолжается 4—6 часов. После этого магнитное поле возвращается к норме, но затем его напряженность начинает уменьшаться — главная фаза мировой магнитной бури. Она длится 10—15 часов, а после этого следует восстановительная фаза, несколько часов, во время которой магнитное поле Земли приходит в норму-
В результате магнитной бури на организм человека действует несколько факторов: 1) инфразвук очень низкой частоты, возникающий во время полярных сияний в высоких широтах и распространяющийся на все широты; 2) микропульсации магнитного поля Земли как короткопериодические колебания магнитного поля с частотой от нескольких Гц до нескольких кГц; 3) изменение интенсивности ультрафиолетового излучения, приходящего к поверхности Земли из-за изменения озонового слоя в высоких широтах под действием заряженных частиц.
Чрезвычайно актуальным и сложным является вопрос о механизмах действия магнитных полей на организм человека. Наиболее частые объяснения магнитобиологических эффектов сводятся к пяти группам явлений: 1) существование свободных радикалов в биосредах, взаимодействующих с магнитным полем; 2) изменения скорости и механизма процесса диффузии через клеточные мембраны; 3) полупроводниковые эффекты в молекулах ДНК и белков в магнитном поле; 4) изменение ротационной поляризации молекул, обладающих активным центром; 5)изменение валентных углов связи в парамагнитных молекулах (Аристархов В.М. и др., 1978).
Во многих исследованиях по гелиобиологии и гелиомедицине содержатся данные о том, что с периодом повышенной солнечной активности совпадают ухудшения состояния больных с сердечнососудистой патологией. W. Frey (1958), изучив влияние атмосферной радиоактивности на кровообращение, установил, что во время восхода солнца интенсивность ионизации воздуха возрастает, затем она уменьшается. После восхода солнца наблюдается уменьшение минутного объема сердца, а через два часа возрастание частоты сердечных сокращений, ударного и минутного объема.
В.Я. Юраж (1965) при сопоставлении геомагнитной активности с сердечно-сосудистыми заболеваниями показал, что число осложнений при сердечно-сосудистых заболеваниях значительно возрастает в дни повышенной геомагнитной активности. Особенно чувствительны больные с коронарным атеросклерозом. У них стенокардия наблюдается в два раза чаще в магнитновозмущенные дни, чем в дни с малой магнитной активностью.
Н.А. Шульц (1964) доказал, что солнечная активность вызывает повышенную свертываемость крови в коронарных сосудах. В ряде работ указывается, что свертываемость крови начинает повышаться за сутки до солнечной вспышки, достигает максимума через два дня после нее, что находится в соответствии со скоростью полета частиц, выбрасываемых во время солнечной вспышки.
R.Reiter (I960), оценивая обстоятельства более 150 случаев автомобильных катастроф, установил, что они чаще всего возникают на второй день после сильной солнечной вспышки. Он пришел к выводу, что происходит это в связи с тем, что у людей в эти дни в 4 раза снижается зрительно-моторная реакция на сигналы.
Метеорологические прогнозы. Профилактика
Как бы то ни было, но эмпирически установленная зависимость между погодными сдвигами и болезненными нарушениями в организме дает основание для предсказания этих нарушений в связи с теми или иными изменениями погоды, то есть для так называемых медико-метеорологических прогнозов.
Известны различные методы оценки возможности проявления патологических реакций у метеочувствительных больных. Мы рассмотрим лишь некоторые наиболее известные методы.
И.И. Григорьев (1981) для медицинских прогнозов погоды предлагает использовать четыре типа
8
погоды: тип I — весьма благоприятная, тип II— благоприятная, тип III— неблагоприятная и тип IV — особо неблагоприятная погода. Он отметил, что существенно чаще наблюдаются патологические реакции у больных при III и IV типах погоды и в смежные с этими типами дни. Каждый тип погоды им определялся в зависимости от ожидаемых атмосферных процессов, комплекса метеоэлементов и геофизических характеристик.
В.Ф. Овчарова (1974) в основу медицинского прогноза погоды положила три типа погоды — "гипоксический", "спастический", "индифферентный". Все типы погоды определяются различными сочетаниями изменений давления и температуры воздуха, абсолютной и относительной влажности, весовым содержанием кислорода в воздухе. К неблагоприятным типам погоды относятся "спастический" и "гипоксический" типы.
В.И. Русанов (1982) для прогноза погоды предложил четыре класса: 1-й класс — клинически благоприятный, характеризуется межсуточным повышением атмосферного давления и температуры воздуха, 2-й класс — клинически менее благоприятный, характеризуется межсуточным понижением давления и температуры воздуха, 3-й класс — клинически неблагоприятный, характеризуется межсуточным понижением атмосферного давления и повышением температуры воздуха, 4-й класс— клинически очень неблагоприятный, характеризуется межсуточным повышением атмосферного давления и понижением температуры воздуха. Установлено, что при 2, 3 и 4-м классах погоды частота патологческих реакций при сердечно-сосудистых заболеваниях увеличивается по сравнению с их частотой при 1 -м классе. Показано также, что при 3-м и 4-м классах погоды необходимо выделить особо опасные комбинации сочетаний межсуточных изменений атмосферного давления и температуры воздуха. Например, такими комбинациями могут быть следующие: повышение давления на 25 мбар и более с понижением температуры воздуха на 6° С и более или понижение давления на 25 мбар и более с повышением температуры воздуха на 6° С и более.
Для рациональной профилактики метеотропных реакций во всех медицинских учреждениях ввели медико-погодные режимы:
для погод типа 1 — весьма благоприятный режим, типа 2 — благоприятный режим, типа 3 — медикопогодный режим усиленного контроля, типа 4 — медико-погодный режим строгого контроля. Медицинский погодный режим назначается строго в соответствии с прогнозом погоды.
Важным направлением в вопросах профилактики метео- и гелиотропных осложнений является ранняя объективная диагностика повышенной метеочувствительности. Нужно сказать, что до настоящего времени единственным методом ранней диагностики является анамнестический, с присущими ему недостатками субъективного подхода.
В основном метеопрофилактика должна заключаться в систематическом регулярном лечении основного заболевания, укреплении общего состояния организма, повышении его сопротивляемости различным воздействиям внешней среды. Профилактику следует проводить с учетом сезона года, строго дифференцирование, учитывая индивидуальные особенности больного, характер заболевания. Следует назначать больному те лекарственные препараты, которые ему рекомендовано принимать при обострении основного заболевания. Наряду с этим следует ограничивать физические нагрузки, вплоть до однодневного постельного режима (в особенности перенесшим инфаркт миокарда), дозировать ходьбу. Из лекарственных средств при сердечно-сосудистых заболеваниях рекомендуются успокаивающие, десенсибилизирующие, седативные, сосудорасширяющие средства и витамины.
ЛИТЕРАТУРА
I. Аристархов В.М., Лырузян Л.А., Цыбышев В.П. Физико-химические основы первичных механизмов биологического действия магнитного поля //Реакции биологических систем на магнитные поля. М., 1978. С.6—25.
2.Блютген И. География климатов. М.: Прогресс, 1972.
3.Гитис И. И. О влиянии климато-погодных факторов на течение гипертонии и стенокардии //Врачебное дело. 1954. №1. С.58.
4.Гневышев М.Н. Гелиофизические основы солнечно-биологических связей //Влияние геофизических и метеорологических факторов на жизнедеятельность организма. Новосибирск, 1978. С. 15—24.
5.Григорьев И.И. Метеопатология и метеопрофилактика. Рига, 1981. С.59—61.
6.Дахин А.Д. Метеолабильность сердечно-сосудистых больных // Ежегодник БМЭ. М.,1971. С.503— 511.
9
7.Данишевский Г.П. Патология человека и профилактика заболеваний на Севере. М., 1968.
8.Мезерницкий П. Г. Медицинская метеорология. Изд. 2-е. Ялта, 1937.
9.Миррахимов М.М. О длительности акклиматизации человека в горах Средней Азии // Физиология человека в природных условиях СССР. Л..1969.С.135—151.
10.Овшрова В.Ф. Медицинская интерпретация синоптических и метеорологических прогнозов // Влияние географических и метеорологических факторов на жизнедеятельность организма. Новосибирск, 1978. С.ЗЗ— 44
11.Русанов B.ff. Комплексные метеорологические показатели и методы оценки климата для медицинских целей. Томск, 1982.
12.Славова Ц. Н. Смертность от инфаркта миокарда и инсульта в Москве и некоторые метеорологические и гелиофизические факторы // Материалы Всесоюзн. симпозиума по вопросам медицинской климатологии, климатотерапии и климатопрофилактики. М., 1967. С. 290—292.
13.Татевосов С. Р. Роль метеорологических факторов в патогенезе коронарной недостаточности // Врачебное дело, 1968. №6. С.35—37.
14.Тостамбекова М.Ш.. Кривошеина Г.Г. Сосудистые кризы у больных гипертонической болезнью
вусловиях климата г. Караганды // Климат и сердечно-сосудистая патология. JL, 1965. С. Ill—117.
15.Шульц Н.А. Магнитограф способствует выявлению солнечно-земных связей в медицине // Бюлл. АН СССР. Солнечные данные. М., 1964. С.76—77.
16.Юраж В.Я. Метеоторопные реакции при гипертонической болезни и коронарном атеросклерозе
всвязи с воздушными фронтами и гелио-физическими факторами // Климат и сердечно-сосудистая патология. Л., 1965. С.69—85.
17.Frey W. Atmospharisches Potential und radioaktiver Niederschlag // Zschr. Aerosol-Forsch.u. Tehr. 1958. H.7. S.217.
18.Reiter R. Meteorologieund Elektrizitat der Atmosphere. Leipzig, 1960.
НАРУШЕНИЯ БИОРИТМОВ Биоритмы и десинхронозы— характерное проявление жизнедеятельности
В живых системах процессы жизнедеятельности всегда упорядочены во времени. Они могут иметь стадийный характер, когда происходит последовательная цепь событий, или повторяющийся колебательный характер. Все эти временные взаимоотношения являются предметом изучения хронобиодогии.
Исследования в этом направлении проводятся уже много десятилетий. В 1935 году в Швейцарии было создано первое Международное общество по исследованию биологических ритмов, которое было преобразовано в 1971 году в Международное общество хронобиологии (США).
Более 30% мировой литературы по хронобиологии посвящено хронобиологии здорового и больного человека. Поэтому в медико-биологической науке возникло новое направление — хрономедицина, применяющая хронобиологические данные для совершенствования профилактики, диагностики и повышения эффективности лечения людей. К разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронифармакология, хронотерапия, хронодиагностика и хронопрофилактика.
Хронопатология — область экспериментальной и клинической хрономедицины, изучающая пути и механизмы возникновения отклонений в биоритмах от их нормального течения и роль этих нарушений в развитии заболеваний. Хронофармакология — область хрономедицины, изучающая зависимость действия лекарственных веществ на организм и его системы от фазы биоритма, а также закономерности влияния вводимых в организм лекарств на параметры его биоритмов. Хронотерапия — проведение лечения заболеваний людей с у четом их биоритмов. Наконец, хронодиагностика — новый раздел предмета диагностики (диагноза) заболеваний, включающий временную организацию организма человека, что повышает вероятность лучшего выявления симптомов нарушений жизнедеятельности, особенно при хроническом течении заболеваний (Агаджанян Н.А., 1987).
Составной частью хронобиологии является учение о биологических ритмах, в узком смысле — биоритмология. Биоритмы — это колебания интенсивности или скорости какого-либо биологического процесса, наступающие через приблизительно равные промежутки времени. Повторяемость биологического явления в ритме относительна. На самом деле каждый цикл повторения по своему содержанию отличается от предыдущего, но воспроизводится по тем же закономерностям.
Понятия "цикл" и "ритм" близки. Чаще под цикличностью понимается повторяемость событий. Говоря о ритме, предполагают, что, кроме периода, известны и другие его параметры (мезор, акрофаза, батифаза). Длительность одного полного цикла ритмических колебаний называется периодом. Период представляет собой величину, обратную частоте. Уровень, или мезор, обозначает среднюю величину
10