Влияние гелиофизических факторов на биосистемы

Лекция 4.

Гелиофизические факторы и их влияние на организм человека.

Гелиофизические факторы – различные виды космической радиации (рентгеновское, коротковолновое излучение и др.), возникающее вследствие физических процессов на Солнце, которые оказывают влияние на магнитосферу, верхние слои атмосферы и биосферы земли; Это часть единого физического процесса, который начинается на Солнце и заканчивается на Земле

Совокупность упорядоченных явлений, происходящих на Солнце и вызывающие различные виды излучений, называется «солнечная активность»( СА).

Воздействие магнитного поля на человека тесно связано с солнечной активностью.

Солнце имеет слоистое строение . В каждом из слоев происходят свои физические процессы, приводящие к испусканию в межпланетное пространство электромагнитного излучения, потока заряженных частиц, которые участвуют в формировании первичного космического излучения; а также ультрафиолетового и видимого излучение. Данные процессы формируют мощные магнитные поля.

 

Реакция человека на действие геомагнитных факторов.

Среди людей наиболее часто встречается средний уровень магниточувствительности (70%), низкий(14%) и высокий уровни (16%).

Даже среди 16% практически здоровых людей наблюдается кратковременная перестройка вегетативно — гуморальной и сердечно-сосудистой систем при изменении геомагнитного поля.

Жизнедеятельность любого организма сопровождается протеканием внутри его слабых электрических токов. Живой организм представляет собой систему с характерным комплексом биоритмов различной частоты.

Магнитное поле человеческого организма состоит из:

1. Собственного магнитного поля, возбуждённого биотоками отдельных органов (сердце, мозг и т.д.); 2. Наведённого магнитного поля, возбуждённого движением крови, которая является электролитом, проводящим ток.

Резкие изменения геомагнитного поля (ГМП) ведут к развитию дисбаланса в больных органах и системах, которые вначале обратимы. В критических случаях наблюдаются сосудистые катастрофы (инфаркт, инсульт, вплоть до летального исхода).

Магнитные бури в сочетании с понижением атмосферного давления ведут к преобладанию инфарктов миокарда. Магнитные бури в сочетании с повышенным атмосферным давлением приводят к увеличению числа инсультов.

25 стр., 12060 слов

016_Человек. Его строение. Тонкий Мир

... трудно и несовместимо с земными условиями. Тело человека – это не человек, а только проводник его духа, футляр, в ... весьма интересные и поучительные впечатления. Главное существование (человека) – ночью. Обычный человек без сна в обычных условиях может прожить ... неясности и туманности… Инструментом познавания становится сам человек, и от усовершенствования его аппарата, как физического, так ...

 

Влияние гелиофизических факторов на биосистемы

Влияние на физико-химические системы:

• Изменение скорости реакций ферментов;

• Изменение структуры воды с образованием свободных радикалов ОН и О2.

Влияние на бактерии и низшие растения:

• Изменяется вирулентность патогенных бактерий.

• Изменяется скорость роста различных бактерий и низших растений.

• Изменяется структура мембран различных бактерий и низших растений.

• Изменяется скорость размножения.

Изменение функционального состояния различных систем человека:

Центральная нервная система

• Во время магнитных бурь повышается количество дорожно-транспортых происшествий и других несчастных случаев. Это связано с резким ухудшением кратковременной памяти, объёма и интенсивности внимания. Эти изменения особенно выражены в пожилом возрасте.

• Во время магнитных бурь уменьшается продолжительность сна (снижается синтез мелатонина в эпифизе);

• Солнечная активность влияет на творческую активность – максимум открытий и шедевров искусства были сделаны и созданы в период, близкий к максимальной активности.

Вегетативная нервная система

• У здоровых наблюдается кратковременная перестройка вегетативной регуляции при геомагнитных возмущениях, у больных возможен дисбаланс и дисфункции.

• Изменяются показатели суточной адаптации;

• Изменение терморегуляции (например, при увеличении СА наблюдается изменение теплоощущения на -1 градус).

Эндокринная система.

• Во время геомагнитных возмущений наблюдается кратковременная перестройка нейро-гуморальной регуляции.

• С усилением СА увеличивается экскреция адреналина .

• При геомагнитных бурях снижается синтез мелатонина.

Система крови.

• При росте СА происходит частичная активация свёртывающей системы что увеличивает вязкость крови. Изменения в системе гемостаза тем более выражены, чем сильнее магнитная буря.

• Повышение СА ведёт к снижению количества лейкоцитов.

• Умеренные возмущения геомагнитного поля повышают содержание эритроцитов и гемоглобина.

При магнитных бурях количество эритроцитов значительно падает.

Сердечно-сосудистая система.

• Увеличение солнечной активности сопровождается увеличением частоты сердечных сокращений.

• Увеличение артериального давления;

Морфогенез.

• Чем выше солнечная активность в период беременности – тем меньше рост и масса младенца при рождении;

• Чем выше солнечная активность в год рождения – тем выше артериальное давление у школьников.

• Существуют исследования, свидетельствующие, что риск возникновения психических заболеваний, развитие шизофрении зависит гелиогеофизической обстановкой в период внутриутробного развития организма. Предполагается, что риск возникновения психических заболеваний может быть прямо или косвенно связан не только с наследственной отягощенностью и патологией беременности, но и со снижением геомагнитной активности в период закладки структур центральной нервной системы.

Влияние гелиофизических факторов на заболеваемость.

Нервно-психическая патология.

12 стр., 5630 слов

Магнитное поле Земли

... магнитного индекса К или А. Перед началом и в период геомагнитных бурь величина В^ увеличивается на порядок и приобретает более нерегулярный характер, чем в спокойные периоды. Это объясняется тем, ...

• Во время магнитных бурь развивается синдром психо-эмоционального напряжения;

• Наблюдаются обострения психических заболеваний , увеличивается частота приступов эпилепсии , обострения шизофрений , преобладание маниакальных фаз при маниакально-депрессивном синдроме.

• Рост различных психозов.

• Снижение СА способствует развитию депрессивных состояний.

 

Сердечно-сосудистая патология.

• В период геомагнитных возмущений растёт количество тромбоэмболических и геморрагических осложнений.

• Учащаются нарушения мозгового кровообращения и инсульты.

• Учащаются обострения артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, развитие инфарктов миокарда. Число этих заболеваний растёт в день магнитной бури, а максимум инфарктов миокарда наблюдается на следующий день, развившийся в день магнитной бури отмечается более тяжёлым течением, смертность увеличивается на 10-20%.

 

Болезни органов дыхания при высокой солнечной активности.

• Увеличивается частота приступов бронхиальной астмы,

• Увеличивается частота обострений туберкулёза;

• Обострение хронических неспецифических заболеваний лёгких;

• Увеличивается частота летальных исходов пневмоний;

Офтальмологическая патология.

• Рост частоты приступов глаукомы (повышение внутриглазного давления);

• Рост гнойных кератитов( воспаление роговицы глаза).

Акушерская патология

• Рост числа преждевременных родов (при этом имеет значение с интенсивность магнитной бури, а сам факт изменения магнитного поля);

• Рост числа самопроизвольных выкидышей;

• Рост числа поздних токсикозов.

Наследственные заболевания.

• Рост количества детей с болезнью Дауна.

Онкологические болезни.

• Рост заболеваемости меланомой( рак кожи) наиболее высокий через 2 года после максимальной солнечной активности.

Факторы риска развития меланомы:

• Светлая, слабо пигментированная кожа;

• Световые повреждения кожи (солнечные ожоги), полученные в возрасте до 15 лет;

• Наличие большого количества родимых пятен;

• Наличие родимых пятен более 1,5 см в диаметре.

4. Принципы профилактики отрицательного воздействия геомагнитных бурь:

1. Организационные мероприятия:

• Прогноз солнечной активности в пределах одной недели с последующим прогнозированием магнитных бурь.

• Взятие больных с хроническими заболеваниями на диспансерный учёт.

• Организация работы кардиологических бригад скорой помощи с учётом солнечной активности.

2. Ограничение физической нагрузки во время магнитных бурь.

3. Снижение калорийности питания.

4. Заблаговременный приём лекарственных препаратов — антиоксидантов, седативных, антиагрегантов – аспирин

.5. Повышение общей резистентности( сопротивляемости) организма.

 

Лучистая энергия Солнца

Значительную часть солнечной радиации, поступающей на Землю составляют :

• Инфракрасные лучи ( длина волны от 710 — 3000 нм) ,• Видимые лучи (длина волны 400 – 710 нм)

• Ультрафиолетовые лучи (длина волны 400-10 нм) .

Небольшая часть солнечной радиации уходит обратно в атмосферу. Количество отражённой радиации зависит от отражающей способности поверхности. Так, снег может отражать 80 % солнечного излучения, поэтому он нагревается медленно. Травянистая поверхность отражает 20 %, а тёмные почвы – лишь 10% приходящей радиации. Нагрев атмосферы происходит и за счёт поглощения 20-25 % солнечной радиации.

8 стр., 3613 слов

1. Закономерности роста и развития организма

... системы, сохранению работоспособности и поддержанию активного состояния учащихся. Солнечный свет, в частности ультрафиолетовые лучи, способствуют росту и развитию детского организма, снижают риск распространения ... и способствует развитию близорукости. Чтобы избежать этого, желательно обеспечить проникновение прямых солнечных лучей в помещения школы и строго соблюдать нормы искусственного освещения. ...

Инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение (ИК-излучение) – это невидимое человеческим глазом электромагнитное излучение. Около 20% инфракрасного излучения солнечного спектра поглощается пылью, угле-

кислым газом и водяным паром в 10-километровом слое атмосферы, примыкающей к поверхности Земли. При этом поглощённая энергия превращается в тепло. ИК-излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания (невыносимая жара при съёмках в павильонах), газоразрядных ламп. ИК-излучения испускают рубиновые лазеры.

Длинноволновая часть инфракрасного излучения задерживается в основном поверхностными слоями кожи, вызывая жжение (калящие лучи).

Средне- и коротковолновая часть ИК-лучей и красная часть оптического излучения проникает на глубину до 3х см. При больших количествах энергии могут вызвать перегревания. Солнечный удар – результат местного перегревания головного мозга.

Видимое излучение – свет.

Примерно половина радиации приходится видимый человеческим глазом спектр, воспринимаемый как свет. Одна из видимых сторон воздействия лучистой энергии – освещённость. Известно, что свет оздоравливает среду (в том числе бактерицидное действие).

Половина всей тепловой энергии солнца содержится в оптической части лучистой энергии Солнца. Свет необходим для нормального протекания физиологических процессов.

Влияние на организм:

• Стимулирует жизнедеятельность;• Усиливает обмен веществ;• Улучшает общее самочувствие;• Улучшает настроение;• Повышает работоспособность.

Недостаток света:

• Отрицательное влияние на функции нервного анализатора (повышается его утомляемость):• Повышается утомляемость ЦНС; • Снижается производительность труда; • Повышается производственный травматизм; • Развиваются депрессивные состояния.

С недостаточной освещённостью в настоящее время связывают заболевание «осенне-зимняя депрессия». Чем меньше естественная освещённость местности, тем чаще встречается это расстройство. По статистическим данным 5-10% людей имеют признаки этого симптомокомплекса (75% — женщины).:

Осенне-зимняя депрессия в настоящий момент лечится светом. Хороший эффект даёт светотерапия с интенсивностью 10 000 люкс в утренние часы. Это превышает примерно в 20 раз обычную внутреннюю освещённость. Выбор длительности терапии индивидуально для каждого человека. Чаще всего длительность процедуры длиться 15 минут. В течение этого времени можно заниматься любым делом (читать, принимать пищу, убирать квартиру и т.д.).

Положительный эффект отмечается уже через несколько дней. Вся симптоматика полностью прекращается через несколько недель.

Показаны также: • Психотерапия; • Антидепрессанты.

В то же время в настоящее время может наблюдаться другой тип нарушения биологических ритмов, связанный с современным образом жизни. Длительный искусственный свет ведёт к снижению ингибиторного эффекта мелатонина на активность половых желез. Это способствует ускорению полового созревания.

Ультрафиолетовое (УФ) излучение

Ультрафиолетовое излучение относиться к коротковолновой части солнечного спектра.

13 стр., 6038 слов

Кэмерон Дэй — Почему я больше не работник света

... является многомерной психологической операционной системой, предназначенной для высасывания энергии душ, «верующих» этим учениям, чтобы «вознестись» до ... существа света, работающие на коррумпированного демиурга хотят сохранить свой контроль над человеческой расой. Наша духовная энергия и ... что эти существа обязаны безнравственному демиургу, и ведут психологическую битву за людей, которые не хотят ...

Биологические свойства УФ-излучения зависит от длины волны. Выделяют 4 диапазона

УФ-излучения:

1. Область А (400-320 нм) — флюоресцентная, загарная. Это длинноволновое излучение, являющееся доминирующей частью. Практически не поглощается в атмосфере, поэтому достигает поверхности Земли. Испускается также специальными лампами, применяемыми в соляриях.

Действие:

• Слабое общестимулирующее действие;

• Превращение тирозина в меланин (защита организма от избытка УФ-излучения).

Превращение тирозина в меланин происходит в меланоцитах. Эти клетки расположены в базальном слое эпидермиса.

Меланоциты содержат фермент тирозиназу, участвующий в превращении тирозина в меланин.

2. Область В (320 – 280 нм) – средневолновое, загарное УФ-излучение.

Действие:

• Улучшение физической и умственной работоспособности;• Повышение неспецифического иммунитета;• Повышение сопротивляемости организма к действию инфекционных, токсических, канцерогенных агентов.• Усиление регенерации тканей;• Усиление роста.

3. Область С (280 – 200 нм) – коротковолновое, бактерицидное излучение.

Действие:

• Синтез витамина D; • Бактерицидное действие.

УФ-лучи среднего и котротковолнового спектра в больших дозировках могут вызвать изменения в нуклеиновых кислотах и привести к клеточным мутациям, длинноволновое излучение способствует восстановлению нуклеиновых кислот.

4. Выделяется также область D (315 – 265 нм), обладающая выраженным антирахитическим действием.

Показано, что для удовлетворения суточной потребности в витамине D необходимо пребывать ежедневно на солнечном свету в течение 15 минут.

Недостато УФ-излучения ведёт к:

•Рахиту;

•Снижению общей резистентности( сопротивляемости) ;

•Нарушению обменных процессов (в том числе остеопорозу ).

Избыток УФ-излучения ведёт к:

•Повышенной потребности организма в незаменимых аминокислотах, витаминах, солях Са и т.д.;

• Инактивации витамина D ;

•Образование перекисных соединений, которые могут вызвать хромосомные аберации, мутагенный и канцерогенный эффект.

•Обострение некоторых хронических заболеваний (туберкулёз, ЯБЖ, ревматизм, гломерулонефрит и др.);

•Развитие фотоконъюнктивитов и фотокератитов через 2 –14 часов после облучения,

•Развитию злокачественных новообразований кожи ,

• Иммуннодепрессии → к снижению устойчивости к инфекционным заболеваниям,•Ускоренному старению кожи.

6. Защита от избыточного действия У ФИ:

1. Необходимо ограничить время пребывания под интенсивными солнечными лучами, особенно в промежутке времени 10.00 –14.00 часов, пикового для активности УФИ.

2. Следует носить солнцезащитные очки (стекляные или пластмассовые с защитой от УФИ).

3. Применение солнцезащитных кремов, фотопротекторов.

4. Питание с высоким содержанием незаменимых аминокилот, витаминов, макро- и микроэлементов (в первую очередь питание с антиоксидантеой активностью).

5. Регулярное обследование у дерматолога лицами из группы риска по развитию рака кожи. Сигналами для немедленного обращения к врачу служат появление новых родимых пятен, потеря чётких границ, изменяющаяся пигментация, зуд и кровоточивость.

2 стр., 915 слов

Профилактика общественно опасных действий психически больных ...

... В ходе проверки по организации принудительного лечения и профилактики общественноопасных действий психически больных были сделаны замечания и практические предложения по улучшению ... экспертиза Приходится констатировать, что в основном участковыми психиатрами в районах области проводится поддерживающая медикаментозная терапия, реабилитационные мероприятия, трудотерапия проводится только в ...

Необходимо помнить о том, что УФИ интенсивно отражается от песка, снега, льда, бетона, что может увеличить интенсивность воздействия УФИ на 10-50 %. Следует помнить о том, что УФИ оказывает воздействие на человека даже в облачные дни.

Фотопротекторы –вещества с защитным действием против повреждающего УФИ. Защитное действие связано с поглощением или рассеиванием энергии фотонов. Фотопротекторы добавляются в солнцезащитные кремы и лосьоны.

Солнцезащитные кремы выделяют 2 типа –с физическим эффектом и с химическим эффектом. Крем следует наносить за 15-30 минут до принятия солнечной ванны, а также повторно –каждые 2 последующих часа. Солнцезащитные кремы с физическим эффектом содержат соединения типа диоксида титана, окиси цинка и талька. Их присутствие ведёт к отражению УФ лучей.

К солнцезащитным кремам с химическим эффектом относятся изделия, содержащие 2-5 % бензофенона или его производных (оксибензон, бензофенон-3).

Эти соединения поглощают УФИ и в результате распадаются на 2 части, что ведёт к поглощению энергии УФИ. Побочным эффектом является образование двух свободно-радикальных фрагментов, которые могут повреждать клетки.