Вплив фізичних факторів навколишнього середовища на здоров’я людини

Вплив фізичних факторів навколишнього середовища на здоров’я людини

·        Вплив на організм людини сонячного випромінювання.

·        Погода і самопочуття людини; дія вітрів на організм.

·        Механізми дії температури і вологості; шляхи адаптації людського організму до температурного фактору.

·        Вплив коливань концентрацій кисню, озону, вуглекислого газу на людський організм.

Екологічні аспекти того чи іншого захворювання залежать від його причин, які ділять на декілька категорій:

1.       Безпосередньою причиною порушення нормальної життєдіяльності організму і виникнення патологічного процесу можуть бути абіотичні чинники навколишнього середовища. Очевидно те, що географічний розподіл низки захворювань, пов’язаний з клімато–географічними зонами, висотою місцевості, інтенсивністю інсоляції, переміщення повітря, атмосферним тиском тощо.

2.       Біотичний компонент навколишнього середовища у вигляді продуктів метаболізму рослин та мікроорганізмів, патогенних мікроорганізмів, отруйних рослин, комах та небезпечних для людини тварин.

3.       До цієї категорії відносять патологічні стани, пов’язані з антропогенними чинниками забруднення навколишнього середовища: повітря, ґрунт, вода, продукти промислового виробництва. Сюди також віднесено патологію, що пов’язана з біологічними забрудненнями від тваринництва, виробництва продуктів мікробіологічного синтезу (кормові дріжджі, амінокислоти, ферментні препарати, антибіотики, мікробні та антибактеріальні інсектициди тощо).

Крім хвороб, які виникають безпосередньо під впливом несприятливих умов навколишнього, існує велика група захворювань, які проявляються поганим пристосуванням організму, його окремих органів і систем через генетичний дефект, особливості імунітету тощо.Як вже відзначалось раніше, серед захворювань неінфекційної природи перші рангові місця посідають хвороби органів дихання, системи кровообігу, злоякісні новоутворення, травми та отруєння, психічні розлади, спадкові хвороби. Розглянемо деякі закономірності захворюваності населення України залежно від чинників навколишнього середовища.                                                                                                                              Як згадувалося раніше, зовнішнє (навколишнє) середовище включає в себе природне середовище і соціальне середовище. Природне середовище складається з біосфери, гідросфери, атмосфери та літосфери, які перебувають під впливом космосфери. Природне середовище існує як у природному, так і в зміненому (антропогенному) вигляді.              Соціальне середовище складається з різноманітних підсистем соціальної інфраструктури суспільства. Чинники кожної підсистеми справляють суттєвий вплив на стан здоров’я населення. Основне завдання даної лекції — це розглянути вплив фізичних факторів навколишнього середовища на організм людини.                                                                      Відомо, що природне середовище утворює визначені, найчастіше специфічні умови для зберігання та розвитку здоров’я. Зараз вже не викликає сумнівів такий причинно–наслідковий ланцюг: сонячна активність — збурення магнітосфери та іоносфери — зростання напруги електромагнітного поля Землі — реакція організму. Головним збудником життєдіяльності на нашій планеті є сонячне випромінювання з усіма його електронними та іонними потоками і спектрами. Сонячна активність сприяє таким фізико–хімічним процесам, як коливання атмосферного тиску, температури, ступінь вологості повітря, та іншим, які позначаються на стані серцево–судинної та нервової систем, психіці та поведінкових реакціях людини.                                                                                    Так, наприклад, встановлено, що існує тісний зв’язок між смертю, народжуваністю та сонячною активністю. З виникненням плям на Сонці у людей псується настрій, знижується працездатність, порушується ритм життя. У цей період реєструють підвищення загострень хронічних хвороб, насамперед серцево–судинної системи та ЦНС, дорожнього травматизму. Відомо, що короткі хвилі ультрафіолетового випромінювання Сонця згубно впливають на живий організм, вони поглинаються нуклеїновими кислотами, що призводить до генетичних мутацій, водночас збільшується кількість злоякісних утворень — раку, саркоми, лейкозу.              З кліматичними чинниками, а саме: температурою, вологістю, вітрами, погодою і т.п., тісно пов’язані функціональні стани та захисті реакції організму, а також мотивація поведінки, що в свою чергу, може призвести до виникнення низки захворювань, в тому числі і психічних розладів.                            З’ясовано, що погода по–різному впливає на людей із однаковими захворюваннями, наприклад, деякі хворі на астму вважають, що на них повітря пустелі справляє дивовижний вплив, тоді як іншим воно не приносить полегшення, а причини таких розходжень до цього часу не знайдені. Інколи дуже важко визначити, яким чином погода впливає на поведінку та психологічний стан людини, проте такий вплив, безперечно, існує: наприклад, позитивні відчуття з настанням перших теплих сонячних днів навесні після довгої холодної зими. Водночас, найвищий показник смертності внаслідок захворювань реєструється взимку. Більша частина захворювань, особливо це стосується хвороб легень, припадає на зиму. Взимку збільшується кількість простудних захворювань і випадків грипу; в окремі роки грип набуває характеру епідемій. Метеочинники, що сприяють захворюванню на грип, точно не відомі. Деякі фахівці вважають, що розвиток цієї хвороби найбільш ймовірний за умови відносної вологості менше ніж 50% і слабких вітрів. Вони припускають, що низькі температури сприятливі для виживання і поширення вірусу.                                                                                                   Методика гігієнічної оцінки погоди заснована на визначенні та санітарній характеристиці основних чинників, які формують і характеризують погоду.                                                        До чинників, які формують погоду, слід віднести природні (рівень сонячної радіації, характеристики ландшафту, особливості циркуляції повітряних мас) та антропогенні (забруднення атмосферного повітря, знищення лісів, утворення штучних водоймищ, меліорація, іригація) чинники. До чинників, які характеризують погоду, — геліофізичні елементи (інтенсивність сонячної радіації, сонячна активність), геофізичні елементи (напруга планетарного та аномального полів, геомагнітна активність), електричний стан атмосфери (напруга електричного поля, атмосферна іонізація, градієнт потенціалу, електропровідність повітря, електромагнітні коливання), метеорологічні елементи (температура та вологість повітря, швидкість та напрямок руху повітряних мас, атмосферний тиск тощо).                                                                                                                                            Для систематизації та оцінки різноманітності можливих поєднань погодоформуючих елементів у медицині застосовують спеціальні прикладні класифікації погоди. За класифікацією І.І. Григор’єва розрізняють 4 медичні типи погоди: дуже сприятливу, сприятливу, погоду, що потребує посиленого медичного контролю, та погоду, що потребує суворого медичного контролю.                                                                                                   Учені припускають, що реакція на зовнішні подразники, в тому числі й на погоду, залежить від конституції людини. Багато людей страждають від “фенної хвороби”, яка звичайно проявляється за день–два до початку вітрів і триває, доки вони не минуть. Прояви симптомів хвороби збігаються з аномальним підвищенням вмісту в крові і тканинах біологічно активної речовини серотоніну, який впливає на передачу сигналів від нервових клітин до ЦНС. Це може бути пов’язане зі змінами екологічних властивостей повітря, часто із високим вмістом позитивних іонів. Відомо, що атмосферні іони являють собою молекули або атоми, які мають дуже мало електронів. В атмосфері завжди є велика кількість іонів — близько 1000 негативних іонів і понад 1200 позитивних іонів на 1 см3 чистого зовнішнього повітря. Концентрації позитивних та негативних іонів дуже змінюються залежно від стану атмосфери і якраз є причинами захворювань. Одним із засобів уникнення фізичних та психологічних недуг, пов’язаних із погодою є спроба збільшення концентрації негативних іонів у навколишньому середовищі за рахунок різних типів генераторів негативних іонів.                                                                                                                 Одними із найважливіших метеоелементів є температура і вологість. Для середньої здорової людини індекс комфорту чи дискомфорту в тиху погоду може бути виражений власне через температуру і відносну вологість повітря. В умовах низької відносної вологості більшості людей здається, що температура нижча, ніж насправді, і навпаки. Встановлено, що коли температура перевищує 38, більшості людей стає спекотно незалежно від рівня вологості. Коли відносна вологість перевищує за такої температури 30%, то умови можна назвати гнітючими. Температура 28оС стає гнітючою, якщо вологість перевищує 70%.                                                                                                                                             Подібні відчуття можна пояснити наступним чином. В умовах впливу підвищеної температури і вологості повітря віддача тепла з організму в навколишнє середовище ускладнена і може відбуватися тільки при напружені механізмів фізичної терморегуляції (тобто посилення потовиділення, розширення периферійних судин). При підвищенні температури навколишнього середовища до 33 оС, що відповідає температурі шкіри, віддача тепла за рахунок проведення стає неефективною і здійснюється лише за рахунок випаровування. Якщо є вологість повітря збільшується ускладнюється і цей шлях тепловіддачі — внаслідок чого можливе перегрівання організму.                                                         Вплив високої температури на організм супроводжується пониженням уваги, порушенням точності і координації рухів, змінами імунологічної реактивності організму (у крові утворюються особливі антитіла — теплові агглютини і гемолізини, які викликають склеювання і загибель власних еритроцитів). Розвивається анемія,  а також гіпоавитамінози по групам С і В (вітаміни втрачаються з потом).                                                        Вплив низької температури навколишнього середовища також приводить до напруження системи терморегуляції. При тривалій дії низьких температур спостерігається переохолодження (гіпотермія). У стані гіпотермії спостерігаються пригнічення ЦНС, що понижує чутливість нервових клітин до нестачі кисню і подальшого пониження температури; послаблюється обмін речовин, що зменшує потребу у кисню, організм при цьому стає менш чутливий до інфекції і інтоксикації, нормально не функціонує імунна система, що може призвести врешті до загибелі організму.                                                       

Адаптація людського організму до температурного фактору відбувається у 3–х напрямах:

1.     За рахунок загальних пристосувальних фізіологічних реакції, які пов’язані з функцією системи терморегуляції, тобто з механізмами хімічної і фізичної терморегуляції, що забезпечують здатність організму працювати в самих різних температурних умовах середовища.

2.     У результаті спеціалізованих фізіологічних та анатомічних адаптивних реакцій, в основі яких лежать особливості генотипу.

3.     Внаслідок культурних і соціальних адаптації, які пов’язані із забезпеченням людини житлом, теплом, системою вентиляції тощо.

Водночас, не останню роль у розвитку психічних захворювань та психосоматичних розладів відіграють сезонні коливання температури. Особливо небезпечні для здоров’я населення несподівані підвищення температури. До них найбільш чутливі хворі на серцево–судинні захворювання та люди похилого віку, смертність яких за таких умов різко зростає.                                                                                                                                                                        Ще одним із проявів впливу навколишнього середовища на організм людини може бути так звана гірська хвороба. Вона розвивається в умовах високогір’я внаслідок падіння парціального тиску атмосферних газів, насамперед кисню. На висоті близько 3 тис. м н.р.м. насиченість гемоглобіну киснем забезпечується на 85%. В основі гірської хвороби лежить гіпоксія — нестача кисню у тканинах організму. При цьому виникає задишка, слабкість, запаморочення, головний біль, часто спостерігається і набряк легень, останнє може призвести до загибелі. На висоті 5 тис. м н.р.м. може настати коматозний стан: внаслідок гіпоксії мозку хворий непритомніє, порушується дихання та кровообіг, відбуваються глибокі зрушення в обміні речовин.                                                                                    На людину впливає і зміна у атмосфері концентрації озону. Виснаження озонового шару призводить до підвищення рівня ультрафіолетового випромінювання і, як вже раніше вказувалось, може призвести до таких патологій, як рак шкіри, пригнічення імунної системи та катаракти. Великі концентрації озону в повітрі спричиняють отруєння людини (втома, роздратованість, задушливий кашель, запаморочення і т.п.).              Необхідно відмітити, що дія фізичних факторів навколишнього середовища не завжди є лише прямою, досить часто вони впливають на організм людини опосередковано. Наприклад, підвищення вмісту СО2 у повітрі змінює характер теплового випромінювання з атмосфери у космос, спричинюючи так званий парниковий ефект. Аналіз впливу процесу глобального потепління, яке відбувається на планеті, засвідчив вірогідний його зв’язок із поширеністю паразитів та збудників інших інфекційних захворювань. Підвищення температури у результаті потепління посилює біологічну активність і сприяє розмноженню переносників інфекційних хвороб — комарів, мух та ін. Таким чином, основою впливу навколишнього середовища на організм людини є геліофізична активність, яка проявляється на Землі як безпосередньо (радіовипромінювання, інфрачервоне випромінювання Сонця та видиме світло), так і опосередковано (зміна метеочинників). Зовнішнє середовище передусім впливає на нервову систему організму.

Біотичний компонент

Питання взаємовідносин людини з тваринним світом, у тому числі існування та поширення низки небезпечних заразних хвороб, які передаються від тварин до людей, також належать до медичних проблем екології.

Академік Павловський створив вчення про природні осередки низки інфекційних хвороб. Вчений показав, що в природі існують осередки багатьох заразних хвороб, в яких збудник зберігається завдяки переходу від однієї тварини до іншої. Багато природно–опосередкованих інфекцій передаються кровосисними комахами (кліщі, блохи, москіти, комарі), наприклад: чума, жовта лихоманка, малярія.                                                                      Природний осередок заразної хвороби являє собою ділянку території з певним географічним ландшафтом, на якому в процесі еволюції збудників інфекції, тварин і переносників склалися стійкі міжвидові взаємовідносини, які не залежать від існування людини.                                                                                                                                                                        Проте у процесі антропогенних змін у навколишньому середовищі можливе виникнення несподіваних епідеміологічних ситуацій та процесів внаслідок впливу людини на природу. Вчені виділяють наступні 3 типи цих наслідків:

1.   Безпосередні, за типом “короткого замикання” (наприклад, захворювання серед осіб, які прибувають на території, що розташована в межах не виявлених ареалів хвороб, — завезені спалахи захворювань); мають, як правило, локальну пристосованість; виявляють їх досить швидко.

2.   Опосередковані (наприклад, зміна ареалів зоонозів та їх структури внаслідок розвитку тваринництва і меліорації земель; зміна ролі водного чинника в епідеміологічному процесі внаслідок урбанізації); мають багато східцеві просторові причино–наслідкові зв’язки і “розлиту” територіальну пристосованість, виявляють їх повільніше.

3.  Віддалені (пов’язані з антропогенними змінами ландшафтів та екосистем, шляхів циркуляції збудників і умов формування їх генофонду); часто мають планетарний та віковий характер.