Состояние природной среды и проблемы экологии на Кольском полуострове

2.4 Влияние геофизических факторов на здоровье населения в высоких широтах

Оглавление

Все оболочки Земли, включая биосфеpу, входят в состав геокосмического ансамбля. Этот ансамбль представляет собой единую колебательную систему, pитмы котоpых отpазились в динамике всех пpоцессов, идущих в биосфеpе. Принцип иерархичности в организации любых ансамблей пpедполагает соподчиненность функциониpования всех нижестоящих элементов - вышестоящим, упpавляющим. В системе космической иераpхии наше Солнце является для Земли ближайшим и одним из главных оpганизатоpов пpоцессов, идущих в ее физических оболочках - геосфеpе, котоpые, в свою очеpедь, контpолиpуют состояние биосфеpы. Излучения Солнца в виде потоков высокоэнергичных частиц и электромагнитых волн непpеpывно взаимодействуют с геосфеpой и, в частности, с ее внешними оболочками - магнитосфеpой и ионосфеpой. Эти оболочки служат, с одной стороны, экpаном, защищающим биосфеpу от потоков частиц с высокими энеpгиями и жесткого излучения, с дpугой стоpоны, тpансфоpмиpуют и пеpеpаспpеделяют суммаpную энеpгию, пpиходящую от Солнца до тех фоpм и доз, котоpые необходимы для pазвития биосфеpы. Поэтому любые колебания, связанные с деятельностью Солнца (солнечной активностью) должны пpиводить к колебаниям в состоянии геосфеpы и, соответственно, к изменениям в биосфеpе. Солнечной активностью (СА) называют всю совокупность процессов, которые протекают на видимой поверхности Солнца (фотосферы) и в его атмосфере (хромосфере). Хромосфера переходит в солнечную корону, простирающуюся далеко за пределы земной орбиты (сверкорона). Корпускулярное излучение Солнца представляет собой заряженные частицы, которые двигаются с определенной скоростью и заполняют все межпланетное пространство. Эти потоки заряженных частиц были названы солнечным ветром. Солнечный ветер существует всегда и представляет собой своего рода "испарение" высокотепературной плазмы солнечной короны в межпланетное пространство. Время от времени на Солнце происходят взрывные процессы, которые названы солнечными вспышками. Во время вспышек из солнечной атмосферы выбрасываются в межпланетное пространство потоки заряженных частиц, энергии которых намного больше, чем энергии частиц солнечного ветра. Когда поток солнечных высокоскоростных частиц достигает магнитосферы Земли, то приводит ее к сжатию, что, в свою очередь, вызывает нарушение динамического равновесия в магнито-плазменных оболочках Земли. В результате сложных преобразований и трансформации энергии ударной волны в магнитосфере и ионосфере, на поверхности Земли возникают значительные колебания естественных электромагнитных полей (ЭМП). Существенные колебания (вариации) ЭМП Земли называют магнитными бурями или геомагнитными возмущениями (ГМВ). Именно вариациям естественных ЭМП и отводится роль агентов, опосредующих воздействие солнечной активности на процессы в биосфере, включая влияние на организм человека и, через него, на жизнь человеческого общества. Установлено, что СА имеет ритмический характер с более или менее правильными периодами (11, 22, 60 лет), которые проявляются в появлении и исчезновении пятен, связанных с увеличением или ослаблением СА. Полный цикл СА включает в себя один минимум и один максимум и переходные периоды. С учетом вышеизложенного, можно ожидать, что ритмы СА должны отражаться на всех процессах и в жизни человеческого общества.

Было показано, что самые разнообразные биосферные, социальные и ноосферные (сфера человеческого сознания, разума) феномены имеют ритмический характер, квазипериоды которых близки к космических ритмам. В частности, была выявлена синхронность циклов СА с ритмами "психического состояния" общества, творческой активности, экономики, "альтернативных" социальных движений, типов общественного сознания, политической деятельности, военных конфликтов, социальных возмущений и др. Наличие связи между СА, психофизиологическим состоянием членов социума и ноосферными процессами подтверждается также синхронностью солнечных циклов (55-60 лет), ритмами доминирования правого или левого полушария мозга и явлениями культуры. Смена доминирования полушарий головного мозга детерминирует определенную психическую ориентацию личности. На популяционном уровне межполушарная ассиметрия проявляется в преобладании тех или иных типов человеческого сознания. Так, доминирование в общественном сознании левополушарного типа мышления связывается с преобладанием в общественных подструктурах жесткой регламентации, а в культуре с распространением оптимизма, интересом к будущему, с принятием идеологии подчиненности Мира законам Разума. В общественной жизни распространяется прагматизм. При доминировании правого полушария наблюдается значительный интерес к прошлому, пессимизм, симпатии к романтическому своеволию, индивидуализм.

Выяснение причин, лежащих в основе модуляции психоэмоционального состояния человека геокосмическими агентами, сопряженными с СА, указывает на то, что таковыми могут являться локальные вариации геомагнитного поля (ГМП), которые возникают в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли. Этот вывод базируется на результатах, полученных в лабораторных исследованиях по оценке значимости ЭМП (близких по своим характеристикам к естественным ЭМП) для работы центральной нервной системы, а также на основе выявления статистической связи между психоэмоциональным состоянием людей и характером геомагнитной активности.

Вариации естесственных ЭМП и психоэмоциональное состояние человека

Принципиальная возможность воздействия вариаций естественных ЭМП на функциональное состояние головного мозга определяется следующими предпосылками:

Эспериментальные данные, полученные при изучении действия переменного магнитного поля на центральную нервную систему, показали, что в зависимости от частоты и напряженности ЭМП в коре больших полушарий мозга могут развиваться процессы торможения и возбуждения, происходить изменения суммации возбуждения в нервных клетках головного и спинного мозга. При этом, наиболее четкие реакции отмечаются на магнитное поле, подаваемом в импульсном режиме с частотой 10 Гц. Этот эффект заслуживает особого внимания, так как основные ритмы мозга расположены в области "шумановских" резонансов полости Земля-ионосфера (1 Гц). Поэтому можно ожидать, что в этом диапазоне частот возможны резонансные взаимодействия между ведущими ритмами мозга и естественными ЭМП. Выступая в роли "принудителей" периодических процессов, естественные ЭМП могли бы активно влиять на психофизиологические процессы, контролируя тем самым поведение человека.

Исследования показали, что, действительно, функциональное состояние мозга человека зависит от структуры и "дозы" воздействия естественных ЭМП. В частности, экстраординарные реакции мозга, включая смену доминирования полушарий, развиваются на фоне пониженной геомагнитной активности и сопровождаются комплексом психоэмоциональных реакций, свидетельствующих об угнетении аналитического мышления.

Эти результаты хорошо согласуются с работами московских исследователей, которые показали, что при снижении геомагнитной активности наблюдается рост особо опасных преступлений одновременно в различных местностях. Из этого следует, что крайне низкий уровень геомагнитной активности может являться причиной психофизиологических стрессов, проявляющихся на социальном уровне в разнообразных неблагоприятных эффектах. Обнаружена обусловленность психического и эмоционального состояния человека уровнем геомагнитной активности. В частности, было показано, что психопатическое и шизоидное состояние психики (взрослых людей) регистрируются тогда, когда параметры межпланетной среды соответствуют низкой геомагнитной активности (ГМА). Эти результаты хорошо согласуются с данными по тестированию психоэмоционального состояния школьников, а именно: при низкой ГМА у школьников значительно повышался уровень тревожности и снижалось настроение. Оказалось, что практически все испытуемые были в той или иной мере чувствительны к вариациям ГМА, однако по степени чувствительности распределялись на три группы: особо-, умеренно- и слабо чувствительные.

А это значит, что в области высоких широт (районы Приполярья и Крайнего Севера), где вариации естественных ЭМП носят экстремальный характер, люди с высокой чувствительностью к колебаниям геомагнитного поля будут испытывать состояние психоэмоционального напряжения.

Не все ли равно, где жить?

Человечество освоило, практически, все территории, пригодные для жизни: "люди живут везде". И мало кто задает себе вопрос: а там ли он живет? И сколько лет он недоживет до отпущенного ему природой срока, только потому, что его местопроживание категорически (лично ему) противопоказано? Природа молчаливо принимает всех, кто вторгается в ее "запретые зоны" и постепенно истребляет нарушителей ее "закона" или "запретов". Этот процесс невидим, и нам неизвестна судьба покорителей тундры и просторов Севера.

Примерно одна треть людей обладает повышенной чувствительностью к вариациям естественных ЭМП. Следовательно, если эта категория лиц попадет в высоко вариабельные условия среды (что характерно для области Приполярья и Крайнего Севера), то она составит особую группу риска. Причем, не исключено, что дизадаптация проявиться и на уровне психических процессов. Действительно медико-биологические исследования проведенные в условиях Приполярья и Крайнего Севера показали, что типичным синдромом дизадаптации является так называемый "синдром полярного напряжения", который проявляется в психопатичности, повышенной утомляемости, раздражительности, головных болях, необъяснимой тревоге, тоске, апатии, снижении работоспособности, т.е. истощении резервных возможностей и адаптационно-регуляторных систем организма. Поэтому достаточно расхожее мнение о том, что низкая продолжительность жизни у мужчин на Севере связана с их алкогольной невоздержанностью не совсем правомерно. Пожалуй, напротив, склонность к алкоголизму является, скорее всего, следствием нарушения адаптационных механизмов и подсознательным стремлением к психофизиологической компенсации дискомфорта за счет "адаптогенного" действия алкоголя. И не исключено, что именно "пьющие" жители Севера составляют группу риска со сниженными возможностями к адаптации и высокой чувствительностью к действию ЭМП. Этим вопросом просто никто не занимался. Что же касается коренных народов Севера, то их уклад жизни, питание, культура, религия способствовали максимальной приспособленности к среде, но исключительно в узком диапазоне. Только при соблюдении равновесия между жизнью этноса и природой коренные народы могли сохранить свою уникальность и жизнеспособность. Приобщение же к "плодам цивилизации" в виде спиртных напитков, консервированной пище, переселении в многоквартирные дома сделало их, по существу, абсолютно беззащитными уже и перед силами природы: геокосмическим воздействием, поскольку адаптационный резерв оказался у них исчерпан. Печальная статистика смертности и заболеваемости (в том числе, психических расстройств, заболеваний сердечно-сосудистой и эндокринной системы) у коренных народов Севера свидетельствует о "приобретении" ими исключительной уязвимости к тем природным факторам, действие которых в естественных условиях жизни они не ощущали.

Подтверждением того, что природные условия вносят более существенный вклад в сокращение продолжительности жизни на Севере, чем социальные, служат демографические данные. В работах по оценке здоровья населения в районах Приполярья и Крайнего Севера показано, что многие заболевания (сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной систем и др.) в условиях Севера возникают в более раннем возрасте и протекают тяжелее, чем в средних широтах. Анализ демографических показателей состояния здоровья населения по климатогеографическим зонам показал, что несмотря на исключительно высокий уровень жизни и социальную защищенность народов в Северных странах Европы заболеваемость эндокринной системы (также как и у жителей российского Севера) приводит во всех сходных климатогеографических зонах к повышенной смертности, по сравнению с южными странами Европы (Финляндия-2.8, Норвегия-2.1, Франция-1.1).

Следует отметить, что все страны Северной Европы находятся в области высоких широт с максимальным проявлением вариабельности геокосмических агентов. Пожалуй, эта климатогеографическая особенность является единственной, что сближает условия жизни народов этих стран и наших мигрантов и аборигенов. Значит, сходность в специфике заболеваемости обусловлена глобальным воздействием со стороны среды, а не местными и национальными особенностями жизни. И это глобальное воздействие представляет собой вариации геокосмических агентов, наиболее выраженные именно в области высоких широт.

Известно, что уровень здоровья людей формируется в результате взаимодействия экзогенных (природных и социальных) и эндогенных (пол, возраст, наследственность, тип нервной системы и др.) факторов, причем, каждому типу природной среды соответствует специфический характер нарушения здоровья. Снижение уровня здоровья населения, проживающего в высокоширотных регионах, в значительной степени может быть обусловлено высокой изменчивостью природных факторов среды, связанных с особенностью строения магнитосферы Земли в области высоких широт (область аврорального овала или полярных сияний). Именно в высоких широтах в системе магнитосфера-атмосфера-Земля взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли приводит к наиболее интенсивным и многообразным физическим явлениям, которые сопровождаются вариациями ЭМП в широком амплитудно-частотном диапазоне и проявляются в виде полярных сияний. Частые и интенсивные возмущения ГМП могут приводить к дестабилизации состояния организма и, в случае, сниженных возможностей к адаптации, специфического типа нервной системы и других особенностей организма, провоцировать адаптационный срыв. В литературе имеются данные, что у жителей этих районов более выражены магнитотропные реакции при возмущениях геомагнитного поля, чем у людей, проживающих в средних широтах. Поэтому, мы полагаем, что действие геокосмических агентов в области высоких широт может быть одной из основных причин, ведущих к десинхронозу биологических ритмов, а в случае хронического и стойкого нарушения фазовой архитектоники ритмов, способствовать дезадаптации организма и развитию патологии.

Следует отметить, что внутренняя десинхронизация, будучи симптомом патологического состояния, одновременно является и причиной возникновения разнообразных нарушений в организме, особенно в области психиатрии. Учитывая то, что язык нервных импульсов является наиболее совершенной и быстродействующей кодовой системой, работающей с наименьшими энтропийными потерями, и то, что на этот язык организм переводит все формы внешних воздействий, можно предположить, что синдром психоэмоцианального напряжения, в значительной мере, обусловлен эффектом воздействия вариаций естественных ЭМП на функциональное состояние мозга человека. В связи с этим, можно полагать, что геофизические факторы среды, как датчики времени, могут модулировать ритмы мозга, а в случае рассогласования датчиков времени и ритмов организма - приводить к десинхронозу, который и должен проявиться, в первую очередь, на уровне функциональной активности голового мозга.

Исследования, проведенные в районе Приполярья, подтвердили значимость вариаций ГМП для состояния организма человека. Уникальность этого исследования состояла в том, что одновременно, практически в одном и том же месте, проводили регистрацию геомагнитных вариаций и измеряли ежесуточно различные психофизиологические показатели состояния организма у здоровых 14-ти летних школьников-добровольцев. Оказалось, что несмотря на длительное проживание в этом регионе (свыше 10 лет), практически у всех испытуемых наблюдается преобладание симпатической нервной системы (несвойственное для тех же возрастных групп, проживающих в средних широтах), напряжение функций иммунной системы, отклонения от возрастных норм в показателях сердечно-сосудистой системы, крови, проявление психопарадоксальных реакций при колебаниях напряженности ГМП.

Как оказалось, все показатели геомагнитной активности, характеризующие структурно-энергетическую организацию вариаций ГМП, имели значимость для состояния организма и коррелировали с различными психофизиологическими параметрами. Это свидетельствовало о том, что различные системы организма избирательно реагируют на амплитудно-частотный диапазон геомагнитных вариаций. Проведенная работа позволила сделать вывод: геомагнитные вариации имеют универсальное значение для функционального состояния организма человека, поскольку у всех испытуемых была выявлена та или иная степень чувствительности к разному амплитудно-частотному и дозовому спектру геомагнитных вариаций. То, что вариации ГМП могут действовать наподобие стрес-агента, следует из результатов анализа данных о функциональном состоянии мозга человека, в котором, при снижении оптимального уровня ГМП, происходит смена типа глазодоминирования, которое отражает тип доминирования полушарий мозга. Переход на правополушарное доминирование и неустойчивый характер доминирования свидетельствуют о стрессирующем воздействии среды и поиске новых форм адаптивных состояний. На это указывает тот факт, что правое полушарие более успешно, чем левое обеспечивает оптимальные формы адаптации к экстремальным воздействиям.

На основе полученных данных следует особенно подчеркнуть значение "гипомагнитной" ситуации с моноамплитудным доминированием короткопериодных колебаний (КПК) и низкими значениями напряженности ГМП. В таких условиях у большинства школьников отмечались психопарадоксальные реакции, которые свидетельствуют о существенных перестройках в адаптивно-регуляторных состояниях мозга. Проявление психопарадоксальных реакций напоминает комплекс реакций, характерных для синдрома "полярного напряжения". Возможно, именно такого рода изменения в функциональной активности мозга, возникающие при "гипомагнитных" условиях лежат в основе этого синдрома, а также асоциальных поступков. Как было показано, особо опасные преступления совершаются непосредственно или в течение 1-3 дней после резкого уменьшения чисел Вольфа и значений Кр-индексов. Поскольку у лиц с невротическими симптомами наблюдается большая тенденция к десинхронизации ритмов, то можно полагать, что они более чувствительны к изменению параметров геомагнитного поля и, поэтому, сдвиги в функциональной активности мозга в результате этих изменений, у них, вероятно, должны быть более выражены, чем у здоровых людей. Не последнюю роль в психоэмоциональных эффектах играет и "дозовый" эффект КПК. Снижение уровня КПК или полное их отсутствие приводят к "всплеску" психопатологических реакций у лиц с психической патологией. Не исключено, что именно психопатологические реакции, развивающиеся на гипомагнитную ситуацию, в определенных случаях, могут обусловливать асоциальность поступков и вносить свой вклад в общую картину преступности.

Таким образом, вариации ГМП могут существенно модифицировать состояние головного мозга человека. При этом, ведущее значение в психофизиологических эффектах может иметь "дозовый" и амплитудно-частотный характер КПК, скорость изменения параметров во времени, градиент напряженности поля, а также сочетание этих факторов. Одинаковые биологические реакции могут возникать на различные в качественном и количественном отношении сигналы, в связи с чем, можно предположить, что для нормального функционирования головного мозга необходим оптимальный уровень геомагнитной активности. Это уровень может быть достаточно высоким, но наряду с количественными характеристиками структура локального поля возмущения должна обладать и определенными качественными особенностями. К таким особенностям можно было бы отнести степень регулярности вариаций, определенный амплитудно-частотный диапазон КПК и, возможно, какие-то неучтенные свойства ГМП или сопутствующие воздействия. Следует также учитывать и особенности самой биологической системы, от исходного состояния которой зависит характер ответа на геофизические сигналы.

Таким образом, климатогеографические особенности районов Приполярья и Крайнего Севера в сочетании с экстремальным воздействием геокосмических агентов, характерных для области высоких широт, обусловливают повышенную нагрузку (повышенное давление природной среды) на организм человека. Поэтому в полной мере адаптироваться к высоко вариабельным условиям среды могут лишь те, кто обладает определенной психофизиологической структурой, и, следовательно, соответствующим адаптационным резервом. Приблизительно одна треть населения (особенно из числа мигрантов) должна иметь сниженную способность к адаптации и, вероятно, высокую степень уязвимости к действию природных факторов среды. Рассмотрим, какие механизмы лежат в основе адаптации, и какими психофизиологическими свойствами должны обладать жители Севера для оптимальной приспособленности к высоко вариабельным условиям среды.

Адаптация

Адаптация организма к влияниям окружающей среды обеспечивается, прежде всего, путем соответствующих колебаний функциональной активности органов и тканей. В конечном счёте именно степенью временной адекватности между моментом действия раздражителя, с одной стороны, и началом развертывания нейтрализующей его приспособительной реакции, с другой, определяется уровень адаптационных возможностей организма в каждом конкретном случае: материальные ресурсы органа, вполне достаточные, но не реализованные вовремя, т.е. синхронно с действием патогенного фактора не могут предотвратить разрушительного влияния последнего.

В ответ на действие патогенного фактора организм не только вырабатывает ритм регенераторной реакции, адекватной частоте действия повреждающего агента, но и соответствующим образом меняет, перестраивает этот ритм в случае изменения частоты силы влияния окружающей среды. Можно говорить не только об адекватности ритма физиологической регенерации различных структур, т.е. способность организма менять интенсивность их расходования и новообразования в зависимости от частоты и силы действия различных факторов внешней и внутренней среды и тем самым выравнивать соотношения между скоростями этих двух противоположных процессов.

В этой подвижности регенераторных процессов заложен один из важнейших механизмов быстрого адекватного приспособления организма к меняющимся условиям работы, как в норме, так и при различных патологических состояниях. Однако как бы совершенна ни была адаптация организма к действию того или иного раздражителя, она является состоянием не стабильным, а колеблющимся, т.е. таким, которое периодически ослабевает, а затем вновь устанавливается на высоком уровне. Особенно четко это проявляется при хронических болезнях человека, течение которых, как известно, характеризуется периодическим чередованием обострений и ремиссий.

В высоких широтах при значительных и частых возмущениях ГМП сбои в ритмике восстановительных процессов могут привести к плачевным результатам. Процесс адаптации предполагает, что частота воздействия, а также его сила должны быть таковыми, чтобы между каждыми очередными воздействиями в соответствующем органе завершался регенераторный процесс и востанавливалась исходная структура клеток. Если частота воздействия существенно превышает скорость внутри клеточных репаративных процессов, то тогда от воздействия к воздействию восстановительный процесс не завершается, непрерывно нарастает дефицит ультраструктур и клетка, в конце концов, погибает. Нехватка времени для полного структурного восстановления между очередными воздействиями физиологического или патогенного раздражителя - одна из важнейших причин постепенно нарастающего "утомления", а затем и срыва функционирования клеток различных органов и систем (в частности, нервной). Правда, при увеличении частоты действия раздражителя соответственно возрастает и интенсивность восстановительного процесса, но это продолжается не безгранично и на каком-то этапе наступает структурно-функциональное истощение органа.

Особого внимания в этом отношении заслуживает нервная система как высший координирующий аппарат организма. И.М.Сеченов (1952) высказал мысль: "источник ощущения усталости помещают обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его...исключительно в центральную нервную систему". Действительно, не только в работающем органе, но и в клетках нервных центров происходят циклические изменения ультраструктур, характером и темпом которых в значительной мере определяется интенсивность и объем деятельности на периферии. В связи с этим, при контроле за ходом адаптации организма к тому или иному воздействию, необходимо иметь в виду реакцию не только органа-мишени, но и нервной системы. Это имеет большое значение при адаптации организма к физическим нагрузкам: эффективность тренировки в значительной мере определяется тем, насколько учтены индивидуальные особенности реактивности центральной нервной системы в каждом конкретном случае.

Заключение

Уровень состояния здоровья населения Мурманской области зависит не только от состояния окружающей среды, но и от целого комплекса геофизических факторов, которые необходимо учитывать при общей оценке здоровья населения.