Погода и здоровье населения гелиометеотропные реакции и их профилактика сообщение

Обновлено: 05.07.2024

Человека окружает пульсирующее магнитное поле. Периодические процессы являются важнейшей характеристикой любой биологической системы. Живой организм является независимой колебательной системой, которая характеризуется набором внутренне обусловленных, в том числе генетически детерминированных, ритмо в [44,53,59,69,85,88,111,120]. Организм человека, как коллоидальная система, обладает утонченной чувствительностью к различного рода внешним воздействиям. Испытывая эти колебательныяе воздействия, он вынужден непрерывно затрачивать определенное количество энергии для восстановления равновесия. Генетически детерминированные ритмические колебания организма являются следствием флуктуирующего воздействия гелиокосмических и геофизических факторов [120]. Направленность эволюции определена гармонией гелиокосимических ритмов и биоритмов человека [82,131,174,177].

В основу широко известной классификации биоритмов положен простой принцип-длительность периодических процессов [149]. В этой классификации совмещены ритмы трех различных групп; физиологические, геосоциальные и геофизические. Периодические колебания биологических процессов характеризуются периодом, фазой, амплитудой. Купномасштабные биоритмы являются отражением внешних геогелиофизических ритмов. Боритмы подразделяют по происхождению.

Геофизические биоритмы: окологодичные - около года. Околомесячные - 30 +-5 суток. Ультрадианные ритмы, с периодом колебания меньше 20 часов. Циркадные (околосуточные), с периодом от 20 до 28 часов. Суточный- 24 часа. Инфрадианный ритм с периодом от 24 часов до 2,5 суток.

В группе с низкими частотами различают околонедельные, около-двадцатидневные, околотридцатидневные, месячные, годовые, лунные, солнечные, а также звездные ритмы [149].

Геосоциальные ритмы: околосуточные (циркадные). Ультрадианные (работоспособность) - 16-+4 часов. Циркадианные (интенсивность метаболизма) -24+- 4 часов. Инфрадианные (выделение некоторых кормонов с мочой)- 28 часов. Околонедельные - 7+-3 суток.

Физиологические ритмы: цикл возбуждения нервных и мышечных клеток - 1-10 м.сек. Циклы ЭЭГ -0, 03-1 сек. Циклы сердечной деятельности- 0,8 сек. Дыхательный цикл- 4 сек. Цикл пищеварительной системы (маятникообразные сокращения кишки)- 5-10 сек. Перистальтические волны желудка- 20 сек. Голодные периодические сокращения желудка -1,5 ч.

В процессе эволюции биологические системы человека адаптировались к ритмическим влияниям факторов cолнечного, земного и космического происхождения [2,8,43,167,178,187]. Более чутко реагирует на факторы экологии патологически измененная нервная система.

Искажение геофизических полей на территориях залегания крупных рудных пластов, в районах магнитных аномалий, в районах тектонических разломов, могут приводить к существенным нарушениям здоровья населения. Перестройки биоритмов наблюдаются в тех случаях, когда человек вынужден менять привычное место жительства. Это случается при трансмеридианных (долготных) и широтных (север-юг) перемещениях. В подобных случаях в результате смены эколого-климатических параметров происходит хронофизиологическая перестройка организма. Нарушение биоритмов приводит к обострению хронических и возникновению новых заболеваний. Рассогласование во времени биологических и космических ритмов оценивается как десинхроноз. Физиологический десинхроноз приводит к нарушению биоэнергетических и терморегуляционных процессов [13,61,81,109, 127,136,139].

Энергетические параметры солнечных вспышек меняются в зависимости от изменения фазы цикла - возрастая от минимума к максимуму цикла. Корреляция характеристик энергетического спектра солнечных вспышек в области рентгеновского и ультрафиолетового спектров излучения с фазой 11-летнего полуцикла Солнца может служить отправной фундаментальной зависимостью для выявления циклических изменений в биологических системах [26,111,142,158,163]. СА является одним из наиболее важных механизмов синхронизации биологических процессов [64,86,155]. Такие показатели СА, как число солнечных пятен, излучение солнца в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне, влажность воздуха и скорость ветра синфазны месячной динамике многих физиологических функций организма [2,8,10,11,27,39,45, 86,107,108,135].

Во время вспышек выделяется огромное количество энергии в видимой части спектра, УФ, рентгеновском и гамма диапазонах. Диапазон ближнего УФ достигает поверхности Земли и доступен изучению на поверхности Земли. Рентгеновский и УФ спектры находятся рядом. Космическое и УФ-излучение вызывают ионизацию, влекущую за собой изменение физико-химических процессов в организме. Земная атмосфера поглощает коротковолновую область спектра солнечного электромагнитного излучения, где расположен УФ, рентгеновский и гамма диапазон излучений [35,57,72,159]. Колебания УФ излучения являются одним из наиболее значимых эколого-климатообразующих факторов [23,31,42,87,128,159].

Функция клеток зависит от поглощенной энергии УФ излучения. В эксперименте УФ-облучение клеток вызывает эритему кожи, мутации генного аппарата, нарушение окисления липидных мембран, а также избирательно разрушает определенные клеточные структуры, главным образом из-за денатурации белков [34,35,36,37,159].

Фотокаталитический метод очистки воздуха от микроорганизмов основан на принципе активации некоторых катализаторов, способных разлагать органические вещества при комнатной температуре и уничтожать болезнетворные бактерии [157].

В биофизике и клинике резонансные явления играют важное значение. Резонансные режимы предельно низких частот обладают выраженным патогенным воздействием [82,128,171]. Для разрушения нестабильных систем в режиме резонанса требуется затрат энергии на 2-3 порядка меньше, чем при процессах вне режима резонанса.

Периодически возникающие парады планет активизируют резонансные явления в Солнечной системе планет. Колебательные процессы в резонансном режиме способны существенно изменять клиническую ситуацию. Циклические повышения уровней заболеваемости является следствием резонансного самоочищения в солнечной системе [153,173].

Направление магнитного поля в моменты пересечения Землей границ секторов межпланетного магнитного поля вызывает разнообразные биотропные эффекты. Биологические эффекты зависят также от направления силовых линий межпланетного магнитного поля. Учет секторов Зодиака (домов) в астрологических исследованиях используется тысячи лет. Открытия астрофизиков последних лет являются важным аргументом, подтверждают материальные основы таких влияний, а также, в определенной мере, обоснованность методик астрологических расчетов [2,81,86,115,167, 170]. На основании результатов изученных биологических эффектов выссказывается гипотеза об аналогии с космогоническим интернетом [19].

Специфическая магнитная восприимчивость организма человека обусловлена железосодержащим протеином - магнетитом Fe2 О3, который содержится в стволовых структурах мозга, в коре больших полушарий, в коре надпочечников и др [110,113,]. Влияние геомагнитного поля Земли, зависящего от СА, на организм человека доказано в той же мере, в какой доказано влияние магнита на железо [3,204].

В периоды роста и спада СА отмечаются наиболее сильные магнитные бури. Геомагнитное поле Земли, возмущенное СА, действует на регуляторные системы организма на моллекулярном, клеточном, межклеточном, тканевом, системном и организменном уровнях. Наиболее чувствительной к электромагнитным излучениям Солнца является патологически измененная нервная ткань [113,115,145,146,169,173,176, 177,182].

Человек может получить увеличенную дозу облучения в двух случаях: 1. если происходит увеличение ионизации окружающей среды, и 2) если он переместится в другое место, где имеется повышенный фон излучений.

Перестройка циркадных ритмов при перемещении из средних широт в северные широты протекает легче, чем в южные. У 26,25% вернувшихся из южных курортов на Кольский полуостров отмечались неблагоприятные симптомы в течение 2-3-х недель. Реакция реадаптации протекала тяжелее у тех лиц, у которых имелись в анамнезе ЧМТ [167]. Последствия куротного лечения на юге для северян в осенне-зимний период были гораздо хуже, чем в весенне-летний период. Почти у половины больных, вернувшихся из южных курортов, состояние здоровья ухудшалось. Полная реадаптация больных после возвращения на Урал или Сибирь с курортов Черноморского побережья Северного Кавказа заканчивалась к концу 3-6- месяцев. Адаптация человека к условиям Черноморского климата происходит с выраженным напряжением адаптационных механизмов человека [43,165,188,189].

Температура воздуха влияет на человека совместно с влажностью. Термоадаптация включает в себя физическую и химическую адаптацию. В умеренных широтах организм человека адаптирован к четырем сезонам: весна, начало которой приходится на весеннее равноденствие, лето, (летнее солнцестояние), осень-осеннее равноденствие, и зиму- зимнее солнцестояние. Сезоны в умеренных широтах диктуют особенности питания (витаминный состав пищи), характер питания. Сезонные изменения физиологических функций человека определяются эколого-климатическими особенностями [13,103,129,133,141]. Сезоны регулируют запуск механизмов индивидуальной адаптации. Изучение термоадаптации человека при межрегионарных перемещениях имеет важное значение при решении проблем обеспечения обороноспособности страны [106,139,].

При перемещении лиц из одной эколого-климатической зоны в другую нарушаются адаптационные механизмы вегетативной нервной системы, лимбических структур. Клинически это проявляется синдромом вегето-сосудистой дистонии. Отмечается преходящие гипертензионные состояния, тахикардии, церебральные ангиоспазмы, нарушения терморегуляции. В субъективном статусе преобладают сенсорные и астенические феномены, в объективном - изменения общей чувствительности, преходящие нарушения рефлексов, сенсорной адаптации в зависимости от суточных и сезонных биоритмов [148,178,185,196 ].

Колебания метеорологических и гелиофизических факторов изменяют функциональное состояние центральной и вегетативной нервной системы, влияют на кардиогемодинамику, кислородный баланс в организме [10,11,55,56,91,98,132]. Стабилизация атмосферного давления активирующе воздействует на нервно-психические процессы. [17,39,77,89,104,135].

Флуктуации гелиокосмических, гелиогеофизических и метеорологических факторов (СА, параметры солнечного ветра, плотность и вариабельность частиц СА, напряженность межпланетного магнитного поля, индексы геомагнитной активности и др.) оказывают существенное влияние на организм человека. Целый ряд заболеваний тесно связан с периодическими или непериодическими изменениями окружающего организм электрического поля [118]. Физиологические эффекты СА на организм человека следующие: снижается концентрация внимания, увеличивается время для зрительной переработки информации [112,115,118,120]. Обнаружена тесная нелинейная связь между изменениями магнитного поля Земли и экскрецией нейтральных 17-кетостероидов, адреналина в моче лиц в возрасте 20-25 лет, изменение минутного объема крови в 40-50% случаев [27,53].

Установлена зависимость биологических процессов от пространственных характеристик магнитных полей, от положения небесных тел, от суточного вращения Земли, ее положения в космосе, на околосолнечной орбите, в зависимости от расположения Солнца, Земли, Луны. Психофизиологические особенности человека зависят от географического пункта, относительно экспозиции этого пункта к иным планетам [153,154].

За сутки человек перерабатывает 15-18 кг воздуха. Образующиеся при ионизации воздуха озон О3 и другие активные формы кислорода, оксид азота (NO), пероксинитрит (ONOO) в больших количествах для человека опасны [157]. В течении года в организме человека образуется нескольким больше 2 кг О2. При патологических состояниях его образуется значительно больше.

При окислительном стрессе (ОС) происходит неконтролируемая генерация активных форм кислорода (АФК), которые спсобны повреждать клеточные структуры. ОС активирует нейтрофильные лейкоциты, макрофаги, которые продуцируют АФК. Цепные реакции ОС вызывают целый ряд заболеваний. В условиях ОС на образование АФК расходуется до 20-3% кислорода, что способствует кислородному голоданию тканей [122].

Моллекулярные основы функционирования биологических ритмов связаны с суточным ритмом обмена веществ, энергии и информации на клеточном уровне. Биосинтез нейромедиаторов зависит не только от дозы, продуцируемой клетками, но и от времени: ночь- день, зима-лето, осень-весна. Биологические ритмы обеспечивают координацию гомеостаза и тесно связаны с ритмами труда и отдыха [149].

К наиболее биотропным космо-географическим факторам относятся: космическое излучение, УФ, свет, влажность, температура, излучение радиоволнового диапазона, атмосферное давление, магнитные потоки, гравитационное поле Земли, ландшафтные зоны, сезонные, суточные и иные факторы 176. Гелиогеофизический риск рассогласования ритмов человека и космоса приводит к патологическим изменениям со стороны различных органов и систем человека [69,85,86,87,120].

Ионосферные процессы оказывают существенное влияние на ряд нервно-психических функций (самочувствие, активность, настроение, ММРI-депрессия, продуктивность понятийного мышления, продуктивность зрительной памяти, эффективность зрительной памяти, продуктивность вербальной памяти, продуктивность концентрации внимания) [178,179,180, 182]. Нервно-психические заболевания модулируются физическими факторами среды, а те - флуктуациями глобальных гелиокосмических факторов. От гелиофизической активности зависит уровень суицидов в регионе [178,181,184,185].

Колебания геомагнитного поля Земли существенно влияет на циркадный ритм детей и подростков [55,56,100,150,161]. Доказано влияние магнитного поля Земли на формирование хронобиологического профиля развития жизнеугрожающих аритмий. Частота инфекционных заболеваний в регионе также зависит от колебаний гелиогеофизических факторов [123,201].

Сезоны года, смена погодных факторов вызывают обострение ишемической болезни сердца, динамические нарушения мозгового кровообращения, провоцируют обострение язвенной болезни и др.[10,27,68,80,89,98, 100,104,114,150,156].

Геомагнитные возмущения являются природными стресс-факторами [146,152,165]. В период геомагнитных возмущений происходит акцентуацию отдельных функций. Происходит учащение эпилептических припадков -до 70%. Эффект резонанса биоэлектрической активности головного мозга с природными излучениями способен вызывать эпилептические припадки. [104,163]. У больных с отдаленными последствиями черепно-мозговой травмы (ЧМТ) наблюдается учащение вегетативных нарушений-вегето-сосудистых кризов [39,89,]. Доказано, что образования правого полушария отвечают за резервы адаптации к внешней среде [3,62,119].

Установлены и изучены связи параметров сердечного ритма с низкочастотным атмосферными колебаниями. Изучены физиологические эффекты колебаний давления воздуха в диапазоне сверхнизких частот. Наиболее подробно, с нашей точки зрения, изучены нарушения биологических ритмов при сердечно-сосудистой патологии [10,11,14,55,56,9199,132].

Изучена связь метеорологических факторов и параметров, характеризующих очаги клещевого энцефалита [201]. Положено начало хроноэпидемиологии онкологических заболеваний [45].

Последние десятилетия характеризуются ростом стихийных и организованных миграционных процессов населения из экологически и социально неблагополучных регионов планеты в более благополучные и стабильные регионы. Изученные клинические и социальные последствия строительства БАМа, на которое было привлечено огромное количество молодых людей из различных регионов, стали классикой изучения адаптационных возможностей человека [78,79]. Перемещение лиц различных возрастных групп из одних широт в иные приводит к явлениям дезадаптации [149,196]. Большая часть лиц молодого возраста к новым эколого-климатическим условиям адаптируется хорошо. Отмечено, что у пожилых прогрессируют сосудистые, эндокринные заболевания, злокачественные новообразования [196].

У коренных и пришлых жителей Туруханского края Сибири выявлены существенные различия заболеваемости анемиями и вирусными заболеваниями. У пришлого населения в условиях крайнего Севера выявлены системные нарушения биоритмов, гомеостаза и гемодинамики [178].

C распадом Советского Союза возникла проблема собственных репатриантов. В новых климато-географических условиях действуют ритмы c другими характеристиками: иная освещенность, температурный режим, влажность, УФ-, геомагнитный и гелиомагнитный спектры излучений и др. Выявлены нарушения адаптации студентов из Юго-Восточной Азии в эколого-климатической ситуации Москвы [187,188,189].

К объективным критериям метеочувствительности можно отнести вегетативные показатели человека: цифры артериального давления, ЧСС, минутный объем крови, индекс Керде [106,129,72]. Одним из надежных критериев экологической антропогенной нагрузки в регионе признана распространенность заболеваний среди населения района [28,68,96,150,151].

Кроме антропогенной нагрузки должна учитываться и гелиокосмическая. Во многих случаях спектр патологических состояний человека определяют космофизиологические факторы. С этой целью предложено проведение мониторинга УФ-облученности населения России. [72]. Считается, что одним из наиболее важных климатических факторов является солнечная радиация с длиной волны 0,2 -0,4 мкм [70,115,155]. Созданы карты тепловых нагрузок на территории ряда государств, созданы атласы географического распространения заболеваний, в которых учтены уровни солнечной радиаци, УФ излучения, гелиофизическое состояние, влажность воздуха и др. параметры. В различных регионах влияние гелио- и геофизических факторов на здоровье человека различно [200]. По этой причине создаются системы слежения за эколого-электромагнитной безопасностью регионов. Для этих целей предложено использование эмиссионного кадастра, как элемента управления антропогенной нагрузкой [81,127,151].

Раскрытие механизмов и закономерностей возникновения нервно-психических заболеваний, зависящих от климато-экологических и биоритмологических особенностей, имеет существенное значение для их профилактики и лечения.

Яковлева И.В., Антонова Г.А.,Оранский И.Е. Хронобиологическая оптимизация учебного процесса, здоровье и работоспособность школьников.//Эколого-физиологические проблемы адаптации. М.-2001.

Изменение климата, наряду с другими природными и антропогенными факторами, оказывает разнообразное влияние на здоровье человека и заболевания. Некоторые существующие угрозы здоровью будут усиливаться, и будут возникать новые угрозы здоровью. Не все люди одинаково подвержены риску. К числу важных факторов относятся возраст, экономические ресурсы и местоположение.

Здоровье населения может пострадать от разрушения физических, биологических и экологических систем, включая нарушения, происходящие локально и в других местах.

Последствия изменения климата для здоровья включают рост числа респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний, травмы и преждевременную смерть в результате экстремальных погодных явлений, изменения в распространенности и географическом распределении болезней, переносимых с пищей и водой, инфекционных заболеваний, а также угрозы психическому здоровью.

На предприятии даже самый незначительный фактор может влиять на самочувствие работников. Не только изменения климата, но и микроклимат помещения значительно сказывается на их здоровье. Именно поэтому необходим контроль микроклимата на предприятии.

Сердечно-сосудистые заболевания и климатические условия

Риск сердечно-сосудистых заболеваний также связан с изменением температуры и влажности. Ученые обнаружили, что температура и влажность оказывает влияние на смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.

В условиях низких температур и высокой влажности смертность от сердечно-сосудистых заболеваний увеличивается. Это может быть связано с высокой влажностью, влияющей на образование тромбов, в сочетании с различными реакциями организма человека на холодовой стресс.

Инфекционные заболевания и климатические условия

Последние исследования показывают связь между влажностью, температурой и общественным здоровьем. Температура и влажность непосредственно влияют на передачу вируса гриппа в умеренных регионах мира. Активность гриппа повышается зимой в умеренных зонах каждого полушария. Вирус гриппа процветает, когда температура наружного воздуха становится холоднее. В то время как зимой относительная влажность воздуха выше, в помещении относительная влажность намного суше благодаря нагреванию.

Воздействие холодного наружного воздуха и сухого внутреннего воздуха усиливает передачу вируса гриппа. Исследования показывают, что вирус гриппа в воздухе более стабилен при более низкой относительной влажности.

Жизнестойкость вируса снижается при более высоких температурах, и он не может распространяться так же легко. Кроме того, температура и влажность делают людей более восприимчивыми к гриппозной инфекции. Холодный воздух, который также является сухим, проходит через дыхательные пути и препятствует очищению слизистой оболочки.

Метаболические функции также снижаются при более низких температурах. Капли жидкости в дыхательных путях из-за меньшей влажности легче испаряются, меньших размеров и быстрее распространяются. Это увеличивает вероятность передачи гриппа в умеренном климате.

Влияние изменения климата на здоровье человека

Изменение климата и здоровье человека: обзор аллергии, аутоиммунитета и микробиома

Резюме

Влияние изменения климата на здоровье человека - это тема чрезвычайной важности. Хотя только недавно она начала привлекать к себе внимание, ясно, что для минимизации этого воздействия необходимы немедленные действия. В нашем обзоре мы подробно остановимся на подмножестве этих эффектов. Мы рассмотрим, как изменение климата усугубило респираторные аллергические заболевания. Мы обсудим, как изменение климата изменило воздействие антигенов, возможно, нарушив антигенспецифическую толерантность иммунной системы, что, в свою очередь, привело к увеличению распространенности иммунологических заболеваний. Наконец, мы изучим, как потеря биоразнообразия, связанная с изменением климата, может повлиять на микробиом, потенциально приводя к дисбактериозу, воспалительным, аутоиммунным и неврологическим заболеваниям.

1. Введение

2. Аллергия и изменение климата: что мы уже знаем

Хорошо известно, что изменение климата приводит к ухудшению симптомов у пациентов с установленным аллергическим заболеванием. Пациенты с хроническими респираторными аллергическими заболеваниями, такими как астма и аллергический риноконъюнктивит, подвергаются особому риску из-за повышенного воздействия пыльцы, а также повышенной концентрации и распределения загрязнителей воздуха [2].

Как сообщает Американская академия аллергической астмы и иммунологии (AAAAI), изменение климата привело как к увеличению интенсивности пыльцевого сезона, так и к увеличению его продолжительности [3]. Ретроспективное исследование обилия аллергенной пыльцы и сезонности было опубликовано в выпуске журнала The Lancet Planetary Health за 2019 год. Исследователи проанализировали глобальные наборы данных, содержащие данные о продолжительности и интенсивности пыльцевого сезона в 17 местах на нескольких континентах Северного полушария. В ходе исследования было обнаружено увеличение годовой нагрузки пыльцой для 12 из этих мест, а также значительное увеличение продолжительности пыльцевого сезона для 11 из 17 мест. Ежегодное повышение максимальных температур было значительно связано с увеличением пыльцевой нагрузки, что свидетельствует о связи между этими двумя явлениями [4].

Повышенную интенсивность пыльцевого сезона можно объяснить повышенной концентрацией пыльцы. Изменение климата отчасти является результатом увеличения содержания в атмосфере парниковых газов, таких как углекислый газ, закись азота и метан. В обзоре Lewis et al. в отношении атмосферного углекислого газа и биологии растений было показано, что увеличение содержания углекислого газа приводит к рефлексивному увеличению размножения растений и общего уровня пыльцы. Углекислый газ - один из четырех основных ресурсов, необходимых растениям для успешного фотосинтеза. По мере роста концентрации CO₂ повышается и рост видов растений, которые процветают при высоких концентрациях CO₂ (растения "С₃"), а также их побочных продуктов пыльцы [5]. Например, пыльца амброзии, являющаяся одной из основных причин респираторной аллергии, увеличивается в концентрации, и модели предсказывают, что в течение следующих 30 лет ее уровень увеличится в 4 раза по сравнению с текущими значениями [6]. Было обнаружено, что грозы, которые стали более частыми из-за повышения температуры моря, увеличивают концентрацию пыльцевых зерен на уровне земли. После поглощения воды эти зерна могут разорваться от осмотического шока, высвобождая аллергенные частицы, которые могут вызвать тяжелые астматические симптомы у пациентов с астмой, сенной лихорадкой и аллергическим ринитом [7].

Как описано Katelaris et al., клинические данные показали, что вышеупомянутые изменения в пыльце приводили к усилению респираторного аллергического заболевания, о чем свидетельствуют корреляции между обострением пыльцы и респираторными заболеваниями [2]. Недавнее исследование, проведенное в Мельбурне, Австралия, обнаружило связь доза-эффект между уровнями пыльцы в окружающей траве и риском появления астмы в тот же день в отделении неотложной помощи [8].

Изменение климата также связано с увеличением концентрации и распределения загрязнителей воздуха, таких как озон, оксид азота и другие летучие органические химические вещества. Существует все больше свидетельств того, что эти атмосферные загрязнители окружающей среды могут быть частично ответственны за значительный рост аллергических респираторных заболеваний, наблюдаемый в промышленно развитых странах за последние несколько десятилетий [9]. Результаты ряда исследований свидетельствуют о том, что вдыхание загрязнителей воздуха может потенцировать реакцию дыхательных путей на вдыхаемые аллергены у лиц, предрасположенных к атопическим заболеваниям. Было обнаружено, что вдыхание загрязнителей воздуха, в частности частиц выхлопных газов дизельных двигателей (DEPs), диоксида серы и диоксида азота, вызывает воспаление и повышает проницаемость слизистых оболочек в дыхательных путях, что в конечном итоге позволяет увеличить проницаемость барьера аллергенами. Считается, что окислительный стресс является основным механизмом, посредством которого это происходит. Окислители, продуцируемые загрязнителями в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей, вызывают высвобождение медиаторов воспаления, вызывая разрушение и апоптоз клеток слизистой оболочки дыхательных путей и в конечном итоге приводя к гиперреактивности бронхов. Помимо повышения проницаемости слизистой оболочки, DEPs, в частности, может связываться с пыльцой, животными и другими аллергенами, непосредственно облегчая их поступление в дыхательный эпителий [10].

Раннее воздействие загрязнителей воздуха также связано с повышенным риском развития астмы, аллергического ринита и экземы у детей. Последующее исследование Торонтского вопросника оценки состояния здоровья детей (T-CHQ) показало, что воздействие озона и диоксида азота при рождении ассоциировалось с повышением риска развития астмы примерно на 17% примерно в 4 года и повышением риска развития экземы на 7% примерно в 3,5 года [11]. Систематический обзор и метаанализ когортных исследований рождения, изучающих воздействие загрязнения воздуха связанного с дорожным движением (TRAP) на детей, показали, что раннее воздействие твердых частиц было связано с повышенным риском астмы, сенсибилизации к аэро- и пищевым аллергенам, а также развитием экземы и сенной лихорадки [12].

То, что мы знаем: мы знаем, что изменение климата ухудшило аллергию у тех, у кого установлены респираторные аллергические заболевания.

3. Иммунологические заболевания и изменение климата: существует ли более глубокая связь?

Как было описано выше, существует достаточно доказательств, подтверждающих связь между изменением климата и обострением респираторных аллергических заболеваний. Мы предполагаем, что связь между изменением климата и иммунологическими заболеваниями, такими как аллергия, может быть более обширной, то есть что потепление климата может привести к неустойчивой иммунной системе и, следовательно, возникновению аллергических и аутоиммунных заболеваний в наивной популяции.

Иммунная система обладает способностью дифференцировать патогенные антигены от доброкачественных антигенов, встречающихся в нашей повседневной среде. Когда антиген идентифицируется как безвредный, организм обладает способностью подавлять иммунную систему от инициирования воспалительной реакции. Наше понимание этого механизма толерантности остается неполным, однако были предложены различные модели. Как объяснили Vickery et al. желудочно-кишечный тракт постоянно подвергается воздействию антигенов чрезвычайно разнообразного профиля. К ним относятся доброкачественные антигены окружающей среды, такие как пищевые белки, вредные экзогенные патогены и комменсальная микробиота. В кишечнике имеется система антигенспецифического подавления иммунного ответа, включающая Т-клетки, антигенпрезентирующие клетки, цитокины, В-клетки и антитела [13]. Развитие и поддержание этой иммунной толерантности имеет решающее значение, поскольку потеря или отсутствие толерантности может привести к таким расстройствам, как аутоиммунитет, аллергия, респираторные заболевания, такие как ринит или астма, и даже синдром раздраженного кишечника ( СРК ). Как описано в нашей предыдущей статье [14], изменение климата резко изменило профиль антигенов, которым подвергается наш организм. Хотя многие из этих антигенов являются доброкачественными, вполне возможно, что степень этого изменения подавила давнюю способность иммунной системы к антигенспецифической толерантности, и растущая молекулярная мимикрия, частично обусловленная увеличением воздействия аллергенов, приводит к росту иммунологических заболеваний.

Более глубокая связь: изменение климата изменило наше антигенное воздействие, потенциально нарушая антиген-специфическую толерантность иммунной системы и увеличивая частоту молекулярной мимикрии в организме. Это может отчасти объяснить всплеск иммунологических заболеваний, наблюдавшийся в последние годы.

4. Изменчивая среда обитания и микробиом: дисбактериоз и воспалительные заболевания

Желудочно-кишечный тракт человека состоит, по оценкам, из 100 триллионов микробов по меньшей мере 160 различных видов. Исследования показали, что состав микробиоты колеблется в раннем возрасте под влиянием внешних факторов, таких как окружающая среда и рацион питания. По мере того как индивидуум достигает зрелости, его профиль микробиома обычно стабилизируется. Стало ясно, что эти комменсальные бактерии играют активную роль в иммунитете человека, от поддержания барьерной защиты до развития иммунной толерантности. Существует растущее количество литературы, демонстрирующей, что нарушение микробиома, известное как дисбактериоз, может привести к различным вторичным эффектам в организме. Дисбактериоз микробиома кишечника может привести к развитию инфекционных, воспалительных и аутоиммунных заболеваний. Потеря биоразнообразия в результате изменения климата будет исследована как возможный вектор этого дисбактериоза.

4.1. Эффект дисбактериоза

Микробиота играет важную роль в созревании иммунной системы. Благодаря таким процессам, как распознавание toll-подобных рецепторов микробно-ассоциированных молекулярных паттернов (MAMPs), организм учится различать комменсальные микробы и патогенные бактерии. Кроме того, кишечные микробы участвуют в дифференцировке Т-клеток, Т-регуляторных и Т-хелперных 2 (T-helper 2) реакциях, а также в поддержании целостности эпителия кишечника [21,22]. Нарушения кишечной микробиоты, то есть дисбиоз, могут привести к дисфункции этих процессов и повысить риск возникновения множественных воспалительных и аутоиммунных нарушений. Эта дисбактериальная иммунная дисрегуляция подтверждается исследованиями, показывающими, что пациенты с этими заболеваниями имеют профили микробиоты, которые отличаются от здорового контроля. Например, одно исследование выявило четырехкратное увеличение концентрации Ruminococcus gnavus в кишечном эпителии пациентов с болезнью Крона и язвенным колитом по сравнению со здоровыми контрольными пациентами. R. gnavus был связан с другими воспалительными заболеваниями, включая спондилоартрит и детскую экзему [23, 24].

Влияние дисбактериоза на организм человека не ограничивается развитием аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Мышиные модели вовлекли микробиоту в развитие ЦНС, а дисбактериоз был связан с такими неврологическими заболеваниями, как рассеянный склероз, аутизм и болезнь Паркинсона (БП). У пациентов с БП были обнаружены аномальные профили микробиоты, и современные исследования предполагают, что желудочно-кишечная дисфункция может быть триггером для агрегации альфа-синуклеина в нейронах [29]. Дисбаланс микробиома и повышенная проницаемость кишечника были вовлечены в расстройство аутистического спектра (РАС). В своих собственных исследованиях я (Xue Ming) обнаружил аномальный метаболизм аминокислот, повышенный окислительный стресс и измененные микробиомы кишечника среди подмножества пациентов с РАС [30]. Было высказано предположение, что так называемая ось кишечник–мозг может играть определенную роль в некоторых расстройствах нервного развития.

4.2. Потеря микробиома и биоразнообразия

Климат, современная практика и кишечник: микробиом является ключевым игроком в развитии и поддержании иммунной системы. Он также был вовлечен в развитие центральной нервной системы. Дисфункция в результате недостаточного погружения в биологическую среду обитания может привести к серьезным воспалительным, аутоиммунным и неврологическим заболеваниям.

5. Будущие шаги

6. Выводы

Ясно, что последствия изменения климата распространяются не только на окружающую среду, но и на организм человека. В этом обзоре мы подробно рассмотрели некоторые из этих эффектов. Потепление климата вызвало обострение существующих респираторных аллергических заболеваний и связано с ростом аллергии и аутоиммунитета у тех, кто ранее не был подвержен заболеваниям. Изменение климата резко изменило профиль антигенов, которым подвергается наш организм, бомбардируя нашу иммунную систему и потенциально подавляя ее способность к антиген-специфической толерантности. В более широком смысле, изменения в современной человеческой практике, такие как использование противомикробных препаратов и уменьшение погружения в среду биоразнообразия, оказывают влияние на микробиом. Дисбактериоз имеет серьезные последствия, так как связан с развитием воспалительных, аутоиммунных и неврологических заболеваний. Изменение климата больше не является проблемой для будущих поколений. Это влияет на каждого из нас, сейчас. Если мы не будем действовать немедленно, его влияние на здоровье человека, несомненно, ухудшится. Наши тела обладают невероятной способностью адаптироваться к изменениям окружающей среды; Однако адаптация требует поколений. Крайне важно, чтобы мы работали над тем, чтобы остановить изменение климата не только для спасения нашей планеты, но и для спасения наших собственных жизней.

ФГБУ "РНЦ медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России, Москва

ГБУЗ "МНПЦ медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины" Департамента здравоохранения Москвы

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России, Москва

ФГБУ Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии Минздрава России, Москва; городская клиническая больница №79 Департамента здравоохранения Москвы

Влияние климата и погоды на механизмы формирования повышенной метеочувствительности (обзор)

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2016;93(5): 52-57

ФГБУ "РНЦ медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России

В обзоре рассмотрены проблемы влияния погодно-климатических условий на организм человека и формирование метеопатологии, создания системы медицинского прогноза погоды, разработки немедикаментозных методов коррекции метеопатических реакций и снижения риска погодообусловленных обострений. На основании проведенного анализа данных литературы о влиянии погодно-климатических факторов на формирование повышенной метеочувствительности и развитие погодообусловленных обострений хронических неинфекционных заболеваний сделаны выводы о том, что значительные погодные изменения могут приводить к увеличению обострений данных патологий. Проблема влияния климата и погоды на здоровье человека приобретает новое содержание и становится все более актуальной в современных условиях в связи с наблюдаемым глобальным изменением климата и его региональных проявлений. Необходимы оценка предикторов развития повышенной метеочувствительности для определения риска возникновения метеопатических реакций и погодообусловленных обострений, совершенствование существующих и разработка новых методов нелекарственной профилактики и коррекции повышенной метеочувствительности с использованием природных и преформированных физических факторов.

ФГБУ "РНЦ медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава России, Москва

В течение последних десятилетий сложилась устойчивая тенденция к повышению частоты и экстремальности негативно влияющих на человека погодно-климатических факторов, что приводит к росту заболеваемости, погодообусловленных обострений и дополнительной смертности населения.

Цель исследования - систематизировать данные литературы о механизмах влияния погодно-климатических факторов на организм человека, сформировать представление о метеопатологии, течении и исходе различных заболеваний у лиц с повышенной метеочувствительностью.

Для организма, особенно больного человека, любая перестройка, связанная с приспособлением к резко меняющимся погодным условиям, является дополнительной нагрузкой, которая при суммировании с другими неблагоприятными факторами может не только негативно влиять на самочувствие, физическую и умственную активность, но отрицательно отражаться на клиническом течении ряда психосоматических заболеваний, вплоть до развития тяжелых осложнений, снижать эффективность лечебных мероприятий и ухудшать качество жизни. Изучение механизмов влияния погодно-климатических факторов на организм больных и здоровых людей диктуется необходимостью определения основных клинических форм метеопатических (патологических) реакций, возникающих при резких изменениях погодных условий, прогнозирования их развития, разработки научно обоснованных профилактики и лечения с использованием немедикаментозных методов. В настоящее время медицинской климатологией накоплено определенное количество знаний, позволяющее сформулировать основные звенья патогенеза метеопатических реакций.

Осложнения, связанные с влиянием неблагоприятных погодно-климатических условий, по данным разных авторов, у лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы констатируются в 70-72% случаев, при нарушениях опорно-двигательного аппарата - у 72-74% пациентов, при бронхолегочной патологии - у 65-70% больных; у 82% лиц с психоэмоциональными расстройствами неблагоприятные погодные условия провоцируют ухудшение самочувствия, снижение умственной и физической активности 2.

Почти во всех исследованиях, посвященных влиянию погоды на организм человека, выделяют два основных механизма формирования метеопатологии.

Во-первых, это рефлекторные механизмы действия в связи с ведущей ролью центральной нервной системы (ЦНС) в жизнедеятельности организма и его взаимосвязи с окружающей средой. При этом для человека важна роль обеих сигнальных систем. Степень реагирования зависит не только от характера и силы раздражителя, но и от исходного состояния организма, в частности ЦНС, при этом важное значение имеет формирование в процессе жизнедеятельности человека сигнальных условно-рефлекторных реакций как на отдельные элементы, так и на метеорологический комплекс в целом, что обеспечивает быструю перестройку функций организма при резких изменениях погоды, смене климатических регионов или сезонов года. Одновременно следует подчеркнуть роль вегетативной нервной системы в изменении тонуса симпатического и парасимпатического отделов, образовании медиаторов адренергического и холинергического действий, влияющих на развитие повышенной метеочувствительности.

Во-вторых, это гуморальные механизмы формирования метеопатологии. Влияние погодно-климатических факторов на эндокринную систему может привести к изменению секреции гормонов и деятельности других физиологических систем организма.

При формировании контрастных аномальных погодных условий у лиц с ослабленными компенсаторными механизмами отмечаются повышение уровня катехоламинов и концентрации ацетилхолина в крови, изменение ферментативных процессов, колебания глюкозы в крови и уровня основного обмена 10. Влияние погоды на организм человека до конца не выяснено, большинство исследователей согласны с предположением Г.М. Данишевского [12], что в основе развития повышенной метеочувствительности лежат реакции дезадаптации, возникающие при воздействии на организм факторов погоды надпорогового значения.

В России и за рубежом вопросами влияния климата и погоды на здоровье населения занимаются очень активно, особенно в последние два десятилетия. Многочисленные работы посвящены клиническим и эпидемиологическим исследованиям по воздействию неблагоприятных погодно-климатических факторов на организм человека, вопросам возникновения климато- и метеопатологии при различных заболеваниях.

Особенно детально изучены механизмы формирования повышенной метеочувствительности у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, при этом ученые исследовали как влияние отдельных погодных факторов, так и комплексное их воздействие на организм человека.

Многие авторы из комплекса метеорологических факторов выделяют отдельные, наиболее значимые элементы, например атмосферное давление, температуру воздуха, скорость ветра и т. д. Так, доказано, что при резких колебаниях атмосферного давления, особенно при его понижении, учащаются случаи инфаркта миокарда, а при его аномальном росте - нарушения мозгового кровообращения. В ряде исследований приводятся данные о том, что в числе факторов внешней среды, обеспечивающих оптимальную физиологическую деятельность организма, важную роль играет кислород приземного слоя атмосферы. От его количественных (объем, давление) и качественных (ионизация, диссоциация) характеристик находятся в прямой зависимости процессы дыхания человека, включая поглощение кислорода на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях. В медицинской оценке погод плотность кислорода имеет существенное значение, так как при формировании внешней гипоксии (снижение его содержания в приземном слое) могут наблюдаться патологические реакции у лиц с хронической кислородной недостаточностью. В ряде работ при изучении повышенной метеочувствительности в условиях климата средней полосы было выявлено, что в периоды формирования погод с термическим дискомфортом (духота) и при снижении содержания кислорода в воздухе (с 272,2 до 261,2 г/м 3 ) отмечалось учащение на 15,1% метеопатических реакций у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), отягощающих ее течение 16.

Количество вызовов скорой медицинской помощи в Киеве по поводу ИБС возрастало на 60,5% при повторяемости биотропных погодных условий, наблюдаемых в зимне-весенний период года с максимумом в январе-марте [18].

Медико-статистические исследования обращаемости населения за скорой медицинской помощью в условиях жаркого климата показали, что наибольшее количество вызовов по поводу ИБС и гипертонической болезни приходится на зимне-весенний период года, когда формируются неблагоприятные погодные условия с гипоксическим эффектом атмосферы. Метеообусловленные обострения возникали за 1-2 дня до формирования погодной гипоксии (т.е. в фазу угрозы) и сохранялись в фазу установления неблагоприятной погоды. В такие дни вызовы скорой медицинской помощи по поводу ИБС и гипертонической болезни увеличивались в 3 раза [19].

Изучение влияния гелио- и метеоусловий на состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у пациентов с ИБС, осложненной развитием пароксизмальной мерцательной аритмии (ПМА), выявило сдвиги в соотношении симпатической и парасимпатической активности, которые имеют разнонаправленные изменения и могут характеризоваться как относительной симпатикотонией, так и относительной парасимпатикотонией. Разнонаправленные изменения в состоянии вегетативной нервной системы в условиях нестабильной погоды могут провоцировать обострения ИБС с ПМА [8].

В последнее время большое значение наряду с погодными факторами придается вопросу изучения солнечно-земных связей, в частности влиянию солнечной активности на частоту сердечно-сосудистых катастроф. Достоверные и клинически подтвержденные исследования, проводимые в течение 8 лет, по данным экстренной госпитализации пациентов с острым инфарктом миокарда и инсультом, выявили, что при резких суточных перепадах температур более чем на 1 °C число заболеваний возрастало на 1,9%, а при магнитных бурях - на 31% [22, 23].

Из заболеваний, на течение которых влияют погодные условия, большой интерес представляет хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). В целом ряде исследований имеются сведения о повышенной метеочувствительности пациентов с ХОБЛ и бронхиальной астмой (БА) с присущими для разных климатических регионов особенностями. Повышенная метеочувствительность у этой категории пациентов в значительной мере может быть связана как с длительностью и характером заболевания, приводящими к снижению механизмов адаптации, так и с резкими непериодическими колебаниями метеопараметров и формированием неблагоприятных погодных условий. В ряде работ указывается на развитие осложнений и рост метеопатических реакций при фронтальных изменениях, сопровождающихся падением атмосферного давления, высокой влажностью воздуха и сильным ветром. Так, например, при БА в такие дни усиление метеопатических реакций наблюдалось у 48% больных [24].

В ряде исследований, проведенных в условиях климата средней полосы, приводятся научные данные о негативном влиянии погодных условий гипоксического типа на пациентов с ХОБЛ. Погодные условия гипоксического типа у пациентов с ХОБЛ и БА вызывали развитие метеопатических реакций, которые сопровождались усилением симптомов заболевания и вентиляционными нарушениями. Статистические исследования показали, что во все сезоны года при погодах гипоксического типа возрастала частота вызова скорой медицинской помощи почти в 2 раза.

Исследования последних лет выявили значительный рост метеозависимых обострений хронических неинфекционных заболеваний у детей и подростков. Клинические проявления метеопатологии у них возрастают в период резких межсуточных изменений погоды в привычном климате и сопровождаются функциональными сдвигами. При резких колебаниях погодных факторов у детей с погодообусловленными обострениями ХОБЛ отмечались изменения в динамике вегетативной регуляции, функции кардиореспираторной системы, иммунологических и биохимических показателей [31, 32].

Вероятно, что в этих случаях неблагоприятные метеорологические факторы (сочетание высокой влажности с колебаниями температурного режима, резкая смена погодных условий, фронтальные и циркуляционные изменения атмосферы, снижение содержания кислорода в воздухе) можно рассматривать как разновидность неспецифического раздражителя, к воздействию которого организм пациентов с ХОБЛ и БА особенно чувствителен.

Хорошо известна повышенная чувствительность к неблагоприятным погодным условиям пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. На основе многолетних данных, метеоанамнеза, оценки пациентами зависимости ухудшения самочувствия от изменения погодных условий, дневников самонаблюдений было констатировано, что в период влажно-прохладных дискомфортных погодных условий обострения наступали у 90% больных [33]. Авторы воздерживаются от объяснения механизма отмеченной связи, однако указывают, что экстремальные погодные условия могут способствовать усилению симптомов полиартрита, остеоартроза и других заболеваний суставов.

Высока чувствительность к погодным условиям и у детей с ревматизмом. При анализе характера и причин обострения данной патологии выявлено, что 64,1% детей страдают повышенной метеочувствительностью. С увеличением длительности заболевания, активности ревматического процесса и при наличии сопутствующих патологий сердечно-сосудистой системы метеочувствительность достигала 80% [34].

На основании приведенных данных можно сделать вывод, что причины, способствующие развитию повышенной метеочувствительности и погодообусловленных обострений, весьма разнообразны. Во-первых, это быстрая и контрастная смена погодных условий и всех метеорологических параметров (атмосферное давление, влажность и температура воздуха, осадки и ветер, содержание кислорода в воздухе), во-вторых, прохождение атмосферных фронтов, циклональная и антициклональная активность (области пониженного или повышенного атмосферного давления), в-третьих, изменение солнечной активности и атмосферного электричества.

На основании имеющихся данных литературы о влиянии погодно-климатических факторов на формирование повышенной метеочувствительности и развитие погодообусловленных обострений хронических неинфекционных заболеваний, можно сделать ряд выводов.

1. Биотропный максимум, наблюдающийся в регионах со значительными погодными изменениями, может приводить к росту погодообусловленных обострений наиболее распространенных хронических неинфекционных заболеваний.

2. Проблема влияния климата и погоды на здоровье человека приобретает новое содержание и становится все более актуальной в современных условиях в связи с наблюдаемым изменением глобального климата и его региональных проявлений.

3. Необходимы оценка предикторов развития повышенной метеочувствительности для определения риска возникновения метеопатических реакций и погодообусловленных обострений, совершенствование имеющихся и разработка новых методов нелекарственной профилактики и коррекции повышенной метеочувствительности с использованием природных и преформированных физических факторов.

4. Учитывая риски, связанные с влиянием погодно-климатических изменений на рост заболеваемости, необходимы разработка современных информационных систем медико-метеорологического мониторинга и научное обоснование прогнозирования погоды для медицинских целей.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования, написание текста: Н.А., А.У., Е.Т., Ю. Т, М.Р.

Читайте также: