Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

Адаптация к условиям обитания фиксируется в ходе отбора благодаря случайно возникшим новым аллелям, повышающим приспособленность к данным условиям, или за счет изменения частот давно существующих аллелей. Разные аллели обусловливают варианты фенотипа, например, цвета кожи или уровня холестерина в крови. Частота аллеля, обеспечивающего адаптивный фенотип (например, темная кожа в зонах с интенсивным солнечным облучением), возрастает, поскольку его носители более жизнеспособны в данных условиях. Адаптация к различным климатическим зонам проявляется как вариация частот аллелей комплекса генов, географическое распределение которых соответствует климатическим зонам.

3. Уровень здоровья как интегральный показатель адаптации популяции к природно-климатической среде

Совокупность экологических условий в различных климатических областях страны формирует разный уровень здоровья населения.

  Б. Б. Прохоров [69] разработал методику оценки здоровья популяций. Рейтинг здоровья региона определялся по коэффициенту комплексной оценки здоровья населения и определялся суммой мест региона в рaнжировке по пяти показателям: младенческой смертности, средней ожидаемой продолжительности жизни мужчин и женщин, стандартизованному коэффициенту смертности мужчин и женщин.

 Рaнжировaние регионов проводилось отдельно для городского и сельского нaселения, a зaтем суммировaлось пропорционaльно их доле в общем нaселении. Были выделены четыре  кaтегории популяционного здоровья: удовлетворительное, пониженное, низкое, очень низкое. На рисунке 9 эти регионы представлены разным цветом: регионы с очень низким уровнем здоровья отмечены красным цветом, а регионы с удовлетворительным уровнем здоровья выделены зеленым цветом.

Рис. 9  Рейтинг регионов России по уровню здоровья

По данным Б. Б. Прохорова [69] жители дальневосточного региона имеют низкий рейтинг уровня здоровья по сравнению с жителями западных регионов страны.   

В пределах России наиболее благополучный (удовлетворительный) уровень здоровья населения сложился в Белгородской, Брянской, Волгоградской, Воронежской, Орловской, Пензенской, Рязaнской областях, в Тaтaрии и Чувaшии. В этих регионах допустимо приемлемый уровень здоровья, более высокий, чем в других российских краях, областях и республиках сохраняется на протяжении достаточно длительного времени и продолжает поддерживаться на этапе экономических преобразований, правда, с некоторым ухудшением.

К числу регионов, наиболее неблагополучных по уровню популяционного здоровья относятся: Республикa Тувa, Хaбaровский крaй, Сaхaлинскaя, Кемеровскaя, Иркутскaя облaсти, Крaсноярский крaй, республики Коми и Сaхa (Якутия), Мaгaдaнскaя, Томскaя, Новгородскaя облaсти. Во всех этих регионaх низкие покaзaтели здоровья отмечены кaк в городaх, тaк и в сельской местности. Низкий уровень здоровья преимущественно в городaх нaблюдaется в Якутии, Кaлмыкии, Бурятии, в Приморском крaе и нa Кaмчaтке.

         Крайне низкий уровень здоровья в сельской местности выявлен в Псковской, Тверской, Тульской, Кaлужской, Кaлинингрaдской, Свердловской, Пермской областях [69].

4. Влияние климата юга Дальнего Востока на здоровье населения

На человека с момента рождения действуют 2 группы климато-географических факторов, которые условно можно обозначить как переменные и постоянные.

Под переменными понимаются те, которые динамически меняются в течение суток, недель, месяцев и сезонов. Это температура и влажность воздуха, общий уровень солнечной радиации, показатели барометрического давления, скорости ветра и т. д.

Для зоны с умеренным типом климата характерны частые смены циклонов и антициклонов, что вызывает у людей реакции на перепады атмосферного давления, температуры, влажности, скорости движения воздуха, на чередование пасмурных дней с затяжными дождями. Организм людей постепенно привыкает к весеннему теплу, летним жарким дням, к похолоданию осенью, когда дуют порывистые северные ветры, а затем к значительному похолоданию зимой и неожиданным оттепелям. Жители умеренных широт при значительной сезонной циркуляции воздушных масс летом подвергаются влиянию достаточно высоких, а зимой очень низких температур воздуха арктического происхождения. А жители Дальнего Востока и прилегающих к нему географических районов постоянно адаптируются и к морозам Восточной Сибири и к погодам влажных субтропиков.

Перечисленные факторы непрерывно вынуждают человека реагировать на них. Такие ответные реакции организма являются запрограммированными. Это проявление повседневной работы генома и эти ответные реакции организма укладываются в диапазон норм-реакции по И. И. Шмальгаузену [96].

Другая группа климато-географических факторов, условно называемая постоянной, жестко детерминирована в каждой конкретной местности, стабильна в течение солнечного цикла и определяет специфику генетического аппарата жителя соответствующей местности.

К группе таких факторов можно отнести:

1) спектр падающего на человека видимого света;

2) микроэлементный состав почвы и воды;

3) общий уровень биомассы, участвующией в трофических цепях энергетического и пластического обмена;

4) бактериально-вирусное окружение;

5) напряженность гравитационного поля Земли в данной местности.

Роль каждого из этих факторов так велика для нормальной жизни человека, что смена даже одного из них приводит к непоправимым последствиям для его здоровья.

Примерно через 2-3 года проживания человека в местности с неспецифичным для его генома ансамблем постоянных географических факторов у него медленно, но неуклонно развивается каскад молекулярных перестроек мембранных структур клеток органов и тканей, не заканчивающийся до конца жизни человека. Проявлением этого процесса является быстрый темп старения человека и возникновение у него различных хронических заболеваний [35].

Климaт России хaрaктеризуется сaмыми низкими темперaтурaми среди всех стрaн мирa, вся ее территория лежит в зоне морозных зим.

Рис. 10 Индекс комфортности климатических условий (баллы)

Нa рисунке  10  воспроизведен индекс комфортности климaтических условий для жизни человекa, соответствующий оптимaльному сочетaнию темперaтурного бaлaнсa, длительности и ветренности зимы [9].

Внутрироссийские рaзличия регионов по комфортности климaтa весьмa существенны. Хaрaктерен резкий грaдиент комфортности климaтических условий между Европейской чaстью России и Aзиaтской – дaже в южной Сибири климaт менее комфортный, нежели в большинстве регионов европейской России. A в северных округaх и республикaх (от Ямaло-Ненецкого округa до Чукотки) климaт нaиболее суров.

Биоклиматологи, исходя из климатических условий и характера трудовой деятельности делят  территорию России на ряд зон (рис. 11).

Рис. 11 Биоклиматическое районирование России

Мaксимум комфортности – зона климатического оптимума отмечaется на юго-западе европейской части России: Приазовье и Причерноморье, Западный Кавказ. Крaснодaрский  и Стaвропольский крaя трaдиционно относят к курортным зонaм. Здесь также наблюдается действие широкого спектра неблагоприятных физических и химических факторов природной среды, но эти действующие на организм человека раздражители  не выходят за пределы нормальных, без резкого преобладания какого-либо одного из них, в дозах, обеспечивающих тренировку систем организма.

К умеренно благоприятным относят  среднюю полосу европейской России и прилегающие черноземные земли, Восточный Кавказ.

К относительно благоприятным относят северную  часть Нечерноземья, подтаежные леса и лесостепи Приуралья и Зауралья.

Для характеристики климатических районов Сибири и Дальнего Востока используется термин неблагоприятная зона. В рамках этой зоны выделяют особо неблагоприятную, неблагоприятную и относительно неблагоприятную.

Территория Дальнего Востока отличается выраженной суровостью климата. Здесь биоклиматологи выделяют несколько зон.

 Очень неблагоприятная зона охватывает побережье Баренцевого,  Восточно-Сибирского и Берингового морей. Это область тундры и лесотундры. Здесь особенно сильно ощущается недостаток ультрафиолетовых лучей. Работа на открытом воздухе зимой при сильном ветре и низких температурах иногда становится невозможной. Отопительный сезон длится не менее 350 дней в году. Питание должно быть калорийным из-за увеличения основного обмена, насыщенным витаминами.

 К неблагоприятной зоне относится большая часть Магаданской области, а также Охотский и Аяно-Майский районы Хабаровского края. Здесь также не хватает ультрафиолетовых лучей. Зима также сурова, но не столь длительна. Отопительный сезон длится 250-300 дней в году. Хотя вечная мерзлота в почвах препятствует растениводству и животноводству, кое-где заниматься сельским хозйством все же возможно.

В зону «относительной неблагоприятности» входят Камчатка, юг Хабаровского края и весь Приморский край. Климатические условия этой зоны самые разнообразные. В холодных областях отопительный сезон длится – 250 дней в году, а в более теплых – 175. Зима холодная, лето прохладное или теплое.

Если анализировать комфортность проживания на Дальнем Востоке по таким данным как температура, относительная влажность, скорость ветра и облачность, то на территории Дальнего Востока возможно выделить шесть климатических областей [24].

 Наименьшая комфортность проживания, которая оценивается в один балл, наблюдается на побережье и прилегающих к нему районов Восточно-Сибирского, Берингова, а также узкой полоске побережья Охотского моря. Эта климатическая область характеризуется крайне суровой зимой, резко холодными весной и осенью, холодным летом.

Континентальные районы Магаданской области, Камчатки и Сахалина (исключая внутренние, т е. обращенные к материку, районы), восточные предгорья районов хребта Джугджур, отдельных районов северного побережья Японского моря характеризуются также как малокомфортные для проживания. Комфортность проживания в этой климатической области можно оценить в 2 балла.  Для  этой области характерна суровая зима, резко-холодные весна и осень, и холодное лето.

 В 3 балла оценивается комфортность проживания во внутренних районах Камчатки и Сахалина, западных горных районах Хабаровского края. Здесь суровая зима, резко-холодная весна, холодные лето и осень.

Низкогорные и среднегорные районы в Хабаровском крае и Амурской области характеризуются суровой зимой, резко-холодными весной и осенью, комфортным летом. Комфортность проживания в этой климатической области оценивается в 4 балла.

В 5 баллов оценивается климатическая область, в состав которой входят равнинные районы по долине р. Амур в Хабаровском крае и Амурской области, низкогорья и восточные предгорья горной системы Сихотэ-Алиня, Раздольнинская равнина и побережье Японского моря. Она характеризуется суровой зимой, резко-холодной весной, комфортным летом и холодной осенью. На побережье Японского моря преобладает холодная весна, умеренно-холодное лето и холодная осень.

Наибольшее по комфортности проживания число баллов – 6 характерно для климатической области, в которую входят Уссури-Приханкайская равнина, западные предгорья Сихотэ-Алиня, отроги Восточно-Манчжурских гор. Здесь суровая зима, холодные весна и осень, комфортное лето.

Юг Дальневосточного региона биоклиматологи рассмотрели с точки зрения адаптации человека к сменам сезонов [98].

Периоды наименьшего колебания погодного комплекса отмечаются в зимнее время года. Зимний муссон биоклиматологи определили как тренирующий, умеренно-раздражающий, адаптивный. Он способствует активации защитно-приспособительных реакций в организме человека. Относительно благоприятная группа погод, которая удовлетворительно переносится большинством здоровых людей и вызывает в отдельных случаях метеопатические реакции у больных, регистрируются в январе и феврале. Благоприятная группа погод, которая хорошо переносится людьми и не вызывает отрицательных реакций, преобладает ранней весной.

Как показывают многочисленные исследования, организм человека реагирует в большей степени не на среднюю величину метеорологического показателя, а на его изменения, т. к. как эти изменения создают дополнительные требования к жизненным функциям организма. Чем больше колебания метеорологического фактора, тем больше организму необходимо приспосабливаться к новым условиям. Периоды наибольшего разнообразия и частой смены классов погоды приходится на апрель-май. Переходный период от зимы к весне биоклиматологи определили  как дисрегуляторный, дизадаптивный (т. е. нарушающий способность организма приспосабливаться к изменениям внешней среды из-за чрезмерного влияния какого-либо внешнего фактора), климатопогодный стресс.

Второй периоды наибольшего разнообразия и частой смены классов погоды приходится на июль-август. Неблагоприятная группа погод, удовлетворительно переносимая большинством здоровых людей и вызывающая различные метеопатические реакции у больных, включая обострение скрыто текущих заболеваний, преобладала на протяжении всех летних и осенних месяцев [87]. Высокая влажность в сочетании с высокой температурой, а также частая смена погоды оценивается биоклиматологами как патологический фактор летнего дальневосточного муссона.

Температура. Хабаровский край вытянулся с севера на юг почти на 1 тысячу 800 километров, что составляет примерно 16 широтных градусов. Поэтому среднегодовая температура колеблется в широких пределах: от – 5° в Охотске до +1,5° в Бикине. Среднегодовая температура воздуха на юге территорий положительная и составляет +1,5° С (г. Бикин). По направлению на север она постепенно уменьшается и достигает – 3° С (г. Охотск). Большая часть территории имеет отрицательную среднегодовую температуру воздуха.

Самым холодным временем является январь. Среднеянварские температуры побережья, как правило, выше, чем в континентальных областях края. В нашем крае самая теплая зима наблюдается на юге побережья Хабаровского края (в районе Советской Гавани она составляет примерно -16°).  В южных континентальных районах средние температуры января ниже – от –22° до – 24° (г. Хабаровск – 22,3°), на севере морского побережья в среднем  – 24° на севере. В отдельные дни температура воздуха снижается на юге края до –45°, на севере в континентальных районах края до –56°.

Самая холодная зима в Хабаровском крае в районе им. П. Осипенко. Среднеянварская температура этого района соответствует среднеянварской температуре заполярного Диксона – 30°. В целом, для среднеянварских температур характерна такая закономерность – они понижаются с юго-востока на северо-запад.

Зима длится в Хабаровском крае около 4 месяцев на юге, до 6 месяцев – на севере.

Климат г. Хабаровска более холодный, чем в соответствующих по широте частях Европы. Хотя г. Хабаровск находится на одной параллели с Веной и Парижем, зимние температуры этих городов несравнимы. Среднеянварская температура г. Хабаровска равна –22° , тогда как в названных городах Европы –7°.

Температура воздуха в Хабаровске отличается от температуры пригородов. Город вносит изменения в климатический фон. Наибольшие различия между центром города и пригородами наблюдаются в ясные и относительно тихие дни. Различия в среднем составляют 2° и почти не меняются по сезонам [40]. Наиболее холодными участками в городе являются городские бульвары – Амурский и Уссурийский. Интенсивный сток холодного воздуха по склонам холмов снижает температуру примерно на 1,5°. Наиболее теплыми являются южный и восточный районы города.

Лето в Хабаровском крае, наоборот, теплее, чем на той же широте в европейской части страны. Среднеиюльская температура колеблется от +18° до +22°, возрастая с севера на юг в связи с увеличением прихода солнечного тепла и с востока на запад из-за вторжения морского воздуха.

Таким образом, температурный контраст самого холодного и самого теплого месяцев составляет для Хабаровского края приблизительно 44° (зима – 22°, лето +22°). Для Европы –  примерно 25° (зима –5°, лето +20°). Из-за большого температурного перепада организм человека изнашивается быстрее: осенью в сжатые сроки организм должен адаптироваться к суровой зиме, а весной – наоборот, адаптироваться к жаркому лету. Это по словам В. П. Казначеева является «тихоокеанским синдромом климато-географического напряжения». В условиях дальневосточного муссона предъявляются дополнительные требования к приспособительным механизмам организма в силу противоположной по климатической направленности зимнего и летнего муссонов. Согласно профессору В. А. Матюхину [57], жители юга Дальнего Востока «в течение года в климатическом отношении как бы бывает зимой в Сибири, а летом - во влажных субтропиках, скажем, в Сухуми».

Летом  воздействие высокой температуры на организм человека может вызвать его перегревание. С повышением температуры тела возрастает доля потоотделения и испарения пота. При высокой внешней температуре  перегреванию организма способствуют любые условия, затрудняющие испарение пота (высокая влажность, неподвижность воздуха, непроницаемая для водяных паров одежда и др.).

Зимой в условиях низких температур более интенсивно начинают  протекать реакции обмена веществ: усиливаются окислительные процессы, разобщаются процессы окисления и фосфорилирования.  За счет обменных процессов идет образование тепла, которое используется  клетками и тканями. В задержке тепла основную роль играет просвет сосудов кожи. Когда они суживаются, тепло начинает задерживаться в организме. Сначала сужаются периферические кровеносные сосуды. Уменьшается приток крови к открытым участкам крови. Температура ее понижается. В условиях холода теплоотдача ограничивается не только за счет сужения сосудов, но и за счет длительного воздействия низких температур.

Для лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы переохлаждение наиболее опасно. Больной испытывает дополнительную нагрузку на сердце. Повышается артериальное давление, могут возникнуть сосудистые гипертонические кризы, мозговой инсульт и т. д.

Особенно неблагоприятно на человека  влияет резкая смена температур в короткий отрезок времени, за который организм человека не успевает перестроиться на новый режим. Резким считается перепад температуры в сутки более 10°. В северных районах наибольшие среднесуточные колебания температуры воздуха (более 12,3°) приходятся на март, в южных районах пик колебаний выпадает на май  месяц (перепад температур более 10,3°).

Влажность воздуха. Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Это одна из наиболее существенных характеристик климата. У земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0, % по объему в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Абсолютная влажность воздуха характеризуется количеством водяного пара в единице объема воздуха либо его упругостью (парциальное давление). Относительная влажность – отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной при данной температуре (в %).

Физиологической нормой считается относительная влажность в пределах от 40 до 60 %. Вся территория Хабаровского края относится к зоне влажного климата. В Хабаровском крае среднегодовая влажность составляет 72- 78 %, а число дней с относительной влажностью более 80 % составляет от одного до четырех месяцев.

Среднегодовой показатель влажности в Хабаровске равен 68 % . Летом влажность повышается до 75 %. Наиболее высокая абсолютная влажность воздуха в Хабаровском крае приходится на июль, когда среднемесячное значение ее поднимается до 17-18 мб, а в прибрежных районах – на август. В это время она возрастает до 15-16 мб. Причиной высокой влажности является частое поступление морских воздушных масс. Они приносят большое количество влаги, которая выпадает в виде осадков и испаряется. В летнее время наблюдаются ливневые дожди большой интенсивности (75-163 мм). За летний период выпадает около 75 % годового количества осадков. Воздух летом настолько влажен, что за ночь отсыревает одежда.

 Минимум атмосферных осадков наблюдается в январе-феврале и составляет на большой территории 3-10 мм, увеличиваясь в горных районах и на побережье – до 25 мм.

Влажность воздуха влияет на организм человека в сочетании с другими метеофакторами. Она усиливает их воздействие. Так, человек реагирует на высокую температуру тем больше, чем выше влажность воздуха. При одной и той же температуре влажный воздух теплее сухого.

Воздействие на человека повышенной влажности может сопровождаться  снижением настроения, болями в конечностях, сердцебиениями. Подобные состояния ощущают преимущественно лица с пониженным артериальным давлением.

Важным показателем, отражающим неблагоприятное влияние климата, является появление в летний период душных погод. Они возникают летом при высокой температуре воздуха из-за высокой влажности. Ощущение влажной, «парниковой жары» характерное явление во второй половине дальневосточного лета. У большинства людей возникают признаки нарушения терморегуляции – они чувствуют себя угнетенно, расслабленно, жизненный тонус снижен. Кроме того, высокая влажность в теплое время года является дополнительным фактором, способствующим развитию микроорганизмов.

 Особенно тяжело переносят душные погоды больные с сердечно-сосудистой недостаточностью.

Душные погоды появляются в Дальневосточном регионе в июне, однако максимума духота достигает в третьей декаде июля [75]. В распространении душных погод на юге Дальнего Востока прослеживается следующая закономерность: увеличение их повторяемости с севера на юг и от побережья вглубь континента. Практически не бывает душных погод (0-10 %) на Сахалине (северная часть), на севере Хабаровского края и севере Амурской области, а также на побережье Охотского моря и Татарского пролива.

В южной части Сахалина, в восточных районах Хабаровского и Приморских краев  наблюдается умеренная повторяемость (10-30 %) душных погод.

По мере продвижения с севера на юг, с увеличением прихода солнечной радиации и повышением влажности за счет поступления морских воздушных масс, увеличивается повторяемость душных погод. Так, в южной части  Хабаровского края и на большей территории Приморья отмечается частая повторяемость душных погод (31-50 %).

В пределах умеренного климата  ведущим фактором, который определяет способность переселенцев из сухих континентальных областей акклиматизироваться в условиях юга Дальнего Востока является влажность [5].  Высокая влажность в сочетании с высокой температурой, а также частая смена погоды оценивается на юге Дальнего Востока как патологический фактор летнего дальневосточного муссона.

Ветер. Находясь на границе самого крупного континента и Тихого океана, Дальний Восток имеет уникальный климат, который нигде больше не встречается в зоне умеренного климата – муссоны умеренного климата. Муссон – это устойчивые ветры, направление которых резко меняется на противоположное два раза в год из-за сезонных различий в нагревании материка. Зимний муссон  чаще направлен с суши на океан, летний – с океана на сушу. 

Муссонный режим наиболее резко выражен в южной половине дальневосточной территории – Приамурье, Приморском крае и на Сахалине. В этих местах приток холодного воздуха из восточной Сибири (зимний муссон) настолько интенсивен, что близость океана не оказывает почти никакого смягчающего влияния на температуру, поэтому зима такая же холодная, как в континентальных районах.

Во время действия летнего муссона резко увеличивается циклоническая деятельность, выпадают обильные осадки, возрастает влажность воздуха.

В характеристиках ветра выделяют направление и скорость. В летний и зимний сезоны преобладают ветры противоположных направлений, поэтому розы ветров территорий имеют характерный вид – они вытянуты в соответствии с доминирующими направлениями ветра. В условиях пересеченной местности направление ветра  у земли деформируется под влиянием рельефа. По всей долине р. Амур приземные ветры в основном повторяют ее направление. Роза ветров в г. Хабаровске значительно вытянута с юго-запада на северо-восточное направление (рис.12).

Рис. 12  Повторяемость (%) направлений ветра и штилей в Хабаровске по временам года [53]

Самые сильные ветры наблюдаются зимой и в переходные периоды. Зимой в г. Хабаровске скорость ветра иногда достигает 34 м/с. Любая погода считается невозможной для пребывания на воздухе, если скорость ветра больше 15 м/с. В Хабаровском районе таких дней от 7 до 14 %  в году, по отдельным районам до 38 % .

Скорость движения воздушных масс оказывает существенное влияние на самочувствие человека. Прохладный и умеренной силы ветер тонизирует организм. Гигиенисты считают ветер, скорость которого превышает 6 м/с, физиологически вредным для здоровья, т. к. он оказывает раздражающее действие. Раздражая рецепторы кожи, он перевозбуждает нервную систему. Ветер влияет на  систему терморегуляции. Он усиливает или снижает механизмы физической терморегуляции, т. е. способствует либо отдаче тепла, либо его задержке в организме. При сильном холодном ветре и резких колебаниях атмосферного давления повышается артериальное давление, что способствует возникновению гипертонических кризов и нарушению мозгового кровообращения. Колебания артериального давления у больных отмечаются также при внезапном изменении направления ветра.

В наших климатических условиях сильный ветер способствует быстрому охлаждению. Мороз в – 10° вызывает при ветре 11 м/с такое же охлаждение, как и при – 40° в безветренную погоду. В Хабаровском крае из-за сильных ветров умеренные морозы (– 20, – 25°) переносятся не легче, чем холода в – 35, – 40°, сопровождаемые безветрием.

Атмосферное давление. Атмосферное давление определяет направление переноса воздушных масс. Максимальные цифры атмосферного давления наблюдаются зимой – в январе. Весной в марте начинается общее интенсивное понижение давления из-за увеличения прихода солнечной радиации и прогревании воздуха.

В Хабаровском крае для зимнего периода и переходных сезонов (весна, осень) характерны резкие перепады атмосферного давления на 15 мб, а в отдельные дни эти перепады достигают 24-32 мб. При резком повышении атмосферного давления возникает различие между давлением внутри тела и давлением окружающего воздуха. В этих случаях человек, особенно больной, может ощущать головную боль, боль в области сердца и других органах, повышается артериальное давление, возникают сосудистые кризы и внутренние кровоизлияния. Резкие колебания атмосферного давления вызывают обострения радикулита и заболеваний седалищного нерва, появляется шум в ушах. Возможны приступы мигрени разной степени.

В те дни, когда проходит холодный атмосферный фронт (антициклон) и устанавливается зона повышенного атмосферного давления, наблюдается значительное увеличение абсолютного количества кислорода в воздухе. Почти у всех людей в это время происходят различные биологические изменения. Например, меняются свойства крови. Свертываемость ее повышается перед самым прохождением фронта. Рассасывание кровеносных сгустков в сосудах значительно ускоряется при прохождении холодного фронта. Изменяется также содержание в крови сахара, кальция, фосфора, натрия и других веществ. Острые приступы глаукомы, болей в суставах возникают при прохождении холодных фронтов и повышении атмосферного давления.

При прохождении теплого атмосферного фронта (циклон) устанавливается зона пониженного атмосферного давления. Абсолютное количество кислорода в воздухе уменьшается. У практически здоровых людей происходит формирование весьма своеобразного функционально-морфологического состояния, которое обозначается как «синдром хронической гипоксии». С понижением атмосферного давления связано высокое стояние диафрагмы, что приводит к затруднению дыхания и нарушению функций сердечно-сосудистой системы. Начинает «скакать» давление, появляются признаки нехватки воздуха – отдышка, головокружение. Это может вызывать нарушения сердечной деятельности у сердечников, обострение астмы, бронхитов и т. д. Особенно реагируют на колебание атмосферного давления больные неврозом, гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, сосудистыми заболеваниями мозга, легочные больные и др. Самое опасное время в жару для сердечников – вторая половина дня (именно в это время суток резко уменьшается количество кислорода в воздухе).

Метеолабильные реакции сердечно-сосудистой системы являются частью синдрома дезадаптации. Это объясняется нарушением адаптации в системе кора-надпочечники-гипофиз-гипоталамус. Вследствие этого нарушается адекватное восприятие рефлекторной зоной синокаротидной области изменений атмосферного давления, скорости ветра, резкого перепада температур. Ввиду вовлечения в патологический процесс гипоталамуса, начинает реагировать на метеофакторы вегетативная нервная система.

Метеолабильность проявляется в виде общих вегетативных и психических изменений. Общие нарушения сводятся к ухудшению самочувствию, снижению работоспособности, головной боли, изменения сердечного ритма, тошноты, рвоты, головокружения. Вегетативные симптомы – колебания артериального давления с асимметриями, учащение или урежение пульса, отдышка, ощущение жара с приливами в различных частях тела, полиурия, булимия, «мраморная» кожа, акроцианоз. Нарушение психической деятельности характеризуется изменениями настроения, чаще депрессивным и ипохондрическим, снижением темпа мышления, сообразительности, запоминания, быстрой утомляемостью во время умственной работы, неадекватной раздражительностью.

Изменение атмосферного давления приводит сначала к изменениям в системах организма, имеющих посредническое, «служебное» значение – кровообращению и дыханию. Эти системы первыми включаются в реакции, вызываемые действием внешних факторов. Затем начинается относительно инертный процесс – стойкое, направленное изменение метаболизма – начинается сезонная перестройка системы регуляции, в частности, настройка парасимпатического и симпатического отдела нервной системы. На юге Дальнего Востока в условиях муссонного климата это проявляется в сезонном изменении сосудистого тонуса.

Летний муссон оказывает значительное гипотензивное действие. По мнению В. А. Матюхина [57] у жителей юга Дальнего Востока летом тонус вагуса – блуждающего нерва – увеличен, а тонус симпатикума уменьшен. Об этом свидетельствует в частности замедление пульса в весеннее и летнее время, указывающее на превалирование тонуса блуждающего нерва. Рефлекторно расширяются сосуды кожи, учащается дыхание, возрастает частота сердечных сокращений. Особенно выражено снижение диастолического давления. Такое снижение диастолического давления в условиях муссонного климата является нормальной физиологической реакцией организма на комплекс особенностей летнего муссона.

Сравнение сезонного изменения артериального давления у жителей Приморья и жителей южного берега Крыма [58] показало, что  хотя эти области лежат в пределах одной географической широты, летний муссонный климатический комплекс оказывает более значительное гипотензивное действие. По данным Л. А. Атманяк [8] у хабаровских школьников (7-14 лет), по сравнению с результатами исследований других авторов (Европейская часть России), уровень и колебание артериального давления отличаются более низкими цифровыми значениями. Вероятно, длительное проживание в условиях дальневосточного климата способствует снижению артериального давления у детей. Одновременно с этим у хабаровских школьников относительно высокий уровень сердечно-сосудистых дистоний, что является своеобразной формой кардиально дизадаптационного метеоневроза, возникающего в экстремальных климатических условиях. Кроме того, район Хабаровска относится к биогеохимической провинции с повышенным содержанием меди и марганца, обладающими высокой биологической активностью и оказывающими парасимпатикотропное действие на сердечно-сосудистую систему.    

Солнечное сияние. Солнечная радиация является основным климатообразующим фактором. Солнце по отношению к Земле является самым мощным источником различных видов энергии, от которого зависят воздушные и морские течения, круговорот веществ в природе, жизненные процессы в организмах.

Солнце является источником разного рода излучений как корпускулярной природы (электроны, протоны или солнечный ветер), так и электромагнитной волновой природы. Электромагнитное излучение охватывает диапазон длин волн от γ-излучения до радиоволн. Около 10 % всей энергии Солнца приходится на ультрафиолетовое излучение. Это коротковолновая часть спектра электромагнитного излучения, равная 180-400 нм (нанометрам).

По степени интенсивности ультрафиолетового излучения на земном шаре выделяют несколько зон.

Зона дефицита ультрафиолета, которая расположена в северном и южном полушарии, занимая площадь от полюсов до 57,5˚ северной и южной широты. В этой зоне самая низкая интенсивность ультра-фиолетовой радиации. В северном полушарии в пределах этой зоны в октябре-марте отмечают «биологические сумерки», понимая под эти заторможенность протекания многих биологических процессов в живых организмах. В южном полушарии это явление наблюдается в декабре-январе.

Зона ультрафиолетового комфорта – от 57,5˚ до 42,5˚ северной и южной широты. В северном полушарии в пределах этой зоны уменьшение ультрафиолетовой радиации наблюдается в середине зимы. Это большая часть Камчатки, Хабаровский край, Приморский край и Курилы.

Зона избыточной ультрафиолетовой радиации расположена от 42,5˚  до экватора.

Ультрафиолетовое облучение является обязательным условием нормальной жизнедеятельности человека. Это наиболее активная в биологическом отношении часть солнечного спектра. Выделяют бактерицидное и общестимулирующее действие ультрафиолетовых лучей.

Бактериоцидное действие ультрафиолета – один из механизмов самоочищения окружающей среды: воздуха, почвы, воды. Под действием ультрафиолета погибают стафилококки, стрептококки, вирусы гриппа, холерный вибрион, грибы и их споры, кишечная палочка. Спектр специальных бактерицидных ламп в операционных блоках – от 275 до 320 нм.

Общестимулирующее действие ультрафиолетовых лучей связано с их воздействием на белковый обмен в организме. В результате этого взаимодействия стимулируется противомикробная защита организма, увеличивается содержание гемоглобина, улучшаются бактерицидные свойства крови и т. д. Малые дозы ультрафиолета улучшают умственную работоспособность, физическую активность, способствуют заживлению ран. Ультрафиолетовые лучи способствуют образованию витамина Д, который участвует в фосфорно-кальциевом обмене, обеспечивая проницаемость слизистой оболочки кишечника для ионов Са, их всасывания и усвоения. Са является необходимым материалом для роста костей. Уменьшение витамина Д сопровождается слабостью мышечной системы, ломкостью костей, нарушениями процесса окостенения. Наибольшее число сколиозов наблюдается в Магаданской области, наименьшее по дальневосточному региону – в Сахалинской и Амурской областях [4].

Недостаток ультрафиолетовых лучей способствует развитию близорукости. Особенности светового режима зимой и летом на Севере приводит к ослаблению аккомодации глаза и развитию тенденции к псевдомиопии. Ослабление аккомодации способствует скачкообразному течению близорукости. На Севере выявляется не просто количественный рост показателей распространенности близорукости (примерно в два раза), но и более  тяжелое ее течение. При прогрессирующем течении заболевания целесообразно проводить склеропластические операции еще при средней степени близорукости. На Дальнем Востоке наиболее высокие цифры понижения остроты зрения имеют жители Чукотского и Корякского автономных округов [4].

 Разные диапазоны ультрафиолетовых лучей оказывают различное действие на кожный покров человека. Диапазон ультрафиолетовых лучей от 400 до 320 нм вызывает появление загара на коже, диапазон от 320 до 275 нм создает противорахитичный и слабобактерицидный эффект, диапазон от 275 до 180 нм повреждает живые ткани. Ультрафиолетовые лучи с длиной волн от 400 до 320 нм вызывают покраснение кожи (эритему), переходящее в загар.

Пигмент меланин обладает способностью поглощать тепловые лучи и сдерживать проникновение ультрафиолета в более глубокие и более чувствительные слои кожи. Дополнительным средством защиты от солнца является потоотделение. Урокаиновая кислота – составная часть пота, также активно поглощает солнечные лучи.

У европеоидов выделяют 4 типа пигментации кожи:

а) кожа белая, с веснушками, волосы рыжих оттенков, глаза голубые, зеленые, реже – карие. Кожа чрезвычайно восприимчива к солнцу, не загорает, сразу краснеет, частые ожоги в результате пребывания на солнце;

б) кожа и волосы светлые, глаза голубые, зеленые, серые. Кожа чувствительна к солнцу, легко сгорает;

в) кожа нормальная, веснушек нет, волосы – от темного блондина до каштановых, глаза серые, карие. Хорошо переносит солнце, загорает, солнечные ожоги редки;

г) кожа смуглая, темные глаза. Отлично загорает, ожогов практически не бывает.

Для того, чтобы получить в солнечный июньский полдень ожог кожи людям с разным типом кожи понадобится разное время.  На юге Хабаровского края (55-48˚)  время самозащиты кожи от ультрафиолетовых лучей составляет для людей с кожей типа а) – 10 мин, типа б) – 20 мин, типа в) – 34 мин и типа г) – 51 мин. На севере Хабаровского края (60-55˚) время самозащиты кожи составляет при коже типа а) – 12 мин, б) – 24 мин, в) – 40 мин и г) – около 60 мин.

Кроме ультрафиолетового излучения солнечный спектр включает мощный поток видимого света (от 400 до 760 нм). Он оказывает специфическое действие не только на органы зрения, но и на функциональное состояние центральной нервной системы. Наиболее оптимальными для работы органов зрения являются длинные волны в диапазоне зеленого и желтого спектра.

Длина светового дня и его спектр повторяются только дважды в год. Этот информационный сигнал является синхронизатором суточных и годовых ритмов жизнедеятельности.

В процессе эволюции между внутренними биологическими часами организма человека и поясным астрономическим временем сложились оптимальные отношения, благодаря сравнительно малой скорости перемещения людей в широтном направлении.

5. Биогеохимические особенности юга Дальнего Востока и

здоровье человека

Различные области земной поверхности характеризуются неодинаковым типом геохимических процессов, поэтому отличаются по количественному элементному составу. Географические районы, в которых все компоненты среды обитания, в том числе флора и фауна, характеризуются определенным своеобразием химического элементного состава, называются биогеохимическими провинциями. В одних провинциях  может быть избыток каких-либо химических элементов, в других  их недостаток, в третьих – сочетание этих  элементов в необычных пропорциях. Неоднородность в химическом составе провинций  возникает из-за особенностей выветривания и размывания коренных пород, условий почвообразования, количества осадков, температурного режима и т. д. Такая геохимическая специализация  пород оказывает влияние на биосистемы.

 Организм неразрывно связан с элементами земной коры. Количественное содержание того или иного элемента в организме определяется его содержанием во внешней среде, а также свойствами самого элемента.  Поскольку поступление химических элементов в организм определяется, наряду с другими факторами и содержанием элементов во внешней среде, то растения и животные в пределах той или иной провинции будут находиться в различных условиях питания. В связи с этим животные и растения проявляют своеобразные биологические реакции в ответ на элементарный химический состав атомов, которые проходят через организм в ходе питания.

Известно, что по крайней мере 27 из 98 химических элементов должны обязательно присутствовать в организме. Это, например, такие элементы как углерод, водород, кислород, азот, кальций, сера, фосфор, натрий, хлор, магний. Их относят к макроэлементам. Ряд  других химических элементов также обязательны для процессов жизнедеятельности, но концентрации их в организме измеряется сотыми долями процента. Эту группу химических элементов относят к микроэлементам. Обязательны для жизни, например, такие микроэлементы как железо, йод, медь, цинк, марганец, кобальт, никель, молибден, селен, хром, фтор, кремний, ванадий, бром, олово, мышьяк.

Наибольший интерес представляют отклонения, вызванные избытком или нехваткой какого-либо химического элемента в среде обитания человека. Одной из задач геохимической экологии является установление пороговых  величин содержания микроэлементов, при которых проявляются заметные  нарушения в деятельности организмов. Различают нижние и верхние пороговые концентрации элементов в почве, питьевой воде, в кормах  и в пищевых продуктах.

 Пороговые концентрации элементов в почвах зависят от типа почв, их кислотности-щелочности, количества органики, гумусовых кислот и других соединений, обусловливающих  растворимость и подвижность элементов и их соединений.  Например, мышьяк имеет склонность накапливаться в гумусовом горизонте почв, особенно болотных. Уран быстро вымывается из почв, поэтому его среднее содержание в коренных породах выше, но в болотных почвах и торфяниках он также может накапливаться. Ртуть может долго удерживаться в почве.

Кроме того, значения пороговой концентрации для определенного элемента зависят еще и от уровня содержания других химических элементов.  Иногда при совместном присутствии двух элементов в почве значения их ПДК уменьшаются вдвое.

Миграция химических элементов идет по сложной цепи биогеохимической системы «горные породы-почвы-воды-растения-животное-человек». Уровень концентрации элемента в земной коре редко совпадает со степенью его поглощения живым организмом. Например, активно поглощаются растениями такие анионы как  фосфор, сера, хлор. Но сравнительно слабо накапливаются растениями катионы алюминия и железа, которые также широко распространены. Данные о биологическом поглощении элементов представлены в таблице 2 [91]:

Таблица 2. Поглощение химических элементов растениями

         Некоторые  виды растений могут избирательно  захватывать химические элементы в больших количествах, в то время как ряд других видов  растений поглощают их слабо. По мнению А. П. Авцына, это обусловлено генетически закодированным обменом веществ, присущих тому или иному виду растений. Нужно иметь в виду, что далеко не все химические элементы накапливаются в животных организмах в сравнении с растениями. Многие из них выводятся почками или с пищей. Организм может приспосабливаться к избытку или недостатку  химического  элемента, но все же до определенного предела. Выше этого предела наступают качественные изменения в организме. Действие геохимической аномалии на  организм проявляется в различных физиологических и генетических изменениях на уровне клеток, которые впоследствии приводят к появлению эндемических заболеваний человека,  животных и растений. Эндемические заболевания –  это болезни  постоянно существующие  на ограниченной территории и причинно связанные с ее климатогеографическими, в том числе биогеохимическими факторами.

Существующие аномальные в биогеохимическом отношении регионы и локусы природного происхождения предъявляют значительные требования к адаптационным механизмам организма, в частности обеспечивающим микроэлементарный гомеостаз.

Следует различать два вида адаптивной реакции, зависящей от интенсивности действующих геохимических факторов – физиологическую и биохимическую адаптацию, с одной стороны, и генетическую с другой, из которых первая происходит в интервале определенных пороговых концентраций химических элементов, допускающих гомеостатическую регуляцию их уровня в организме, а вторая – представляет собой результат выбора форм, приспособленных к новым условиям геохимической среды.

 Одним из условий успешной адаптации и поддержания высоких функциональных резервов является адекватное потребностям поступление и содержание микроэлементов в данных биогеохимических условиях. Было установлено, что у мигрантов из других климатогеографических регионов, прибывших на обучение в Россию, в первые 2-3 года происходит интенсивное снижение содержания микроэлементов в биосредах, в частности в волосах. Так, у студентов из стран Юго-Восточной Азии на 2-3 голах обучения снижается на 70-20 % содержание марганца, меди, серебра, кадмия, кобальта, никеля [1]. В этом же исследовании установлено, что у лиц со сниженными функциональными резервами кардиореспираторной системы наблюдается более выраженная потеря микроэлементов из организма, чем у лиц с нормальными функциональными возможностями, после переезда в среднюю полосу России.

Территория нашей страны отличается исключительным биогеохимическим разнообразием. Исследование Приамурья имеет важное практическое значение-экстремальные погодно-климатические факторы в большинстве районов Хабаровского края сочетаются со своеобразием биогеохимических провинций, проявляющимся в определенном соотношении химического состава воздуха, воды, почв растительного  и животного мира.

Многообразие элементарных ландшафтов  Приамурья характеризует разнообразие геохимических условий. Геохимическая формула преобладающего геохимического ландшафта Н-Са-Fe-Mn. В химическом составе почв юга края преобладает окись кремния (60-70 %), двуокись алюминия (10-20 %) и железа (до 2-5 %). Отмечается обеднение почв B, I, Br, V, Cr, Se. В золе трав преобладают Si, Ca и K, а в корнях много Al, Fe, и Mn.

В Приамурье почвенно-грунтовые воды относятся к силикатно-карбонатному классу и содержит до 10-15 мг/л SiO. Несмотря на большое разнообразие водосодержащих пород, разную водоносность, климатические и почвенные условия в регионе отмечаются преимущественно пресные и ультрапрессные грунтовые воды, гидрокарбонатные, смешанного катионного состава. В водах юга Хабаровского края кроме традиционно известных высоких концентраций железа и марганца и низких концентраций фтора, йода очень часто встречаются высокие содержания алюминия (до 50 ПДК) и кремневой кислоты (до 3-4 ПДК).

Для водоснабжения городов и поселков края в основном используются грунтовые воды Средне-Амурской депрессии. В водах этого горизонта повсеместно отмечается превышение ПДК железа, марганца, алюминия, кремния. Воды этого горизонта без предварительной обработки и очистки употреблять для хозяйственно-питьевого назначения недопустимо.

На юге Хабаровского края известно множество месторождений и рудопроявлений металлических полезных ископаемых. В зависимости от геохимических условий ряд элементов могут образовывать подвижные соединения, загрязнять поверхностные и грунтовые воды, и, накапливаясь в растениях, попадать в организм человека.

Макроэлементы. Кальций и магний. К геохимическим особенностям юга Дальнего Востока относится низкое содержание кальция  и магния в почвах и водах. В таблице 3 представлены данные о содержании кальция и магния в различных районах Хабаровского края [14].

Таблица 3. Содержание кальция и магния в различных районах Хабаровского  края

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6