Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы. Обзор литературы 11
1.1. Природные особенности Кольского Заполярья 11
1.1.1. Климатические особенности Кольского Заполярья 11
1.1.2. Геофизические особенности Кольского Заполярья 14
1.2. Механизмы адаптации человека к неблагоприятным природно-климатическим условиям Севера 16
1.3. Основные характеристики состояния здоровья в изучаемых группах и их возможная связь с геофизической обстановкой 25
1.3.1. Сердечно-сосудистая патология в условиях Крайнего Севера 27
1.3.2. Особенности состояния здоровья детей в условиях Кольского Заполярья 32
1.3.3. Система мать-плод в неблагоприятных условиях Севера. 37
1.4. Характер воздействия гелиогеофизических факторов на жителей Кольского Севера 41
1.4.1. Общий обзор гелиогеофизических факторов 41
1.4.2. Механизмы воздействия гелиогеофизических факторов на организм человека 49
1.5. Сезонные изменения функционального состояния жителей Севера 57
1.5.1. Понятие функционального состояния 57
1.5.2. Сезонные изменения функционального состояния человека как проявление биоритмов 58
Глава 2. Воздействие гелиогеофизических факторов на некоторые контингенты населения 63
2.1. Материалы и методы исследования 65
2.2. Исследование воздействия гелиогеофизической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке 68
2.3. Сравнительный анализ гелиогеофизических и социально- экономических факторов в их воздействии на уровень суицидов и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний 76
Глава 3. Влияние гелиогеофизических факторов на систему мать- плод в Заполярье 88
3.1. Материалы и методы исследования 88
3.2. Сезонные изменения функционального состояния плода в условиях Кольского Севера 94
3.3. Исследование связи изменений ПСП с геофизическими факторами 101
Глава 4. Сезонные изменения функционального состояния школьников в Заполярье 108
4.1. Материалы и методы исследования 110
4.2. Субъективное восприятие неблагоприятных сезонов 116
4.3. Сезонные изменения функционального состояния детей Кольского Заполярья 123
Заключение 138
Список использованных источников 141
- Климатические особенности Кольского Заполярья
- Исследование воздействия гелиогеофизической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке
- Сезонные изменения функционального состояния плода в условиях Кольского Севера
Введение к работе
Объективная оценка влияния неблагоприятных условий Крайнего Севера на человека является важной медико-биологической и социальной задачей.
К районам Крайнего Севера и приравненным к ним местностям полностью или частично относятся 27 субъектов Российской Федерации, которые занимают 11 млн. квадратных километров или почти две трети территории России. В этих регионах проживает около 23 миллионов человек, из них почти 12 миллионов человек в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях. Хозяйственную роль этих территорий для России переоценить невозможно. Здесь сосредоточено две трети ресурсного потенциала страны, в том числе более половины леса, рыбы, пушнины, гидроресурсов, добывается более 90 процентов природного газа, 75% нефти, 80% золота, 90% меди и никеля, почти все алмазы, кобальт, платиноиды, апатитовый концентрат. Север производит, по разным оценкам, от 14 до 20% валового национального дохода, имеет положительное сальдо финансовых потоков в федеральный бюджет, обеспечивает почти 60% валютных поступлений в Российскую Федерацию [44].
В перспективе значение Севера для экономики России еще более возрастет, на очереди освоение новых богатейших месторождений полезных ископаемых, в том числе на шельфе северных морей.
Современный этап развития Российской Федерации как государства с социально-ориентированной экономикой рыночного типа требует особого внимания к основному элементу экономического и социального развития общества — человеческому капиталу. Как считает С.А. Дятлов, «...человеческий капитал — наиболее ценный ресурс, гораздо более важный, чем природные ресурсы или накопленное богатство. Именно человеческий капитал, а не заводы, оборудование и производственные запасы являются краеугольным камнем конкурентоспособности, экономического роста и эффективности» [46].
Исследования в рамках масштабных научных программ «Адаптация человека», «Солнце - климат - человек», «Глобальный эксперимент» в Западной и Восточной Сибири, на европейском и азиатском Севере страны, на Дальнем Востоке показали, что проживание человека в дискомфортных или экстремальных климато-геофизических условиях приводит к более интенсивному использованию и быстрому истощению адаптационных резервов организма человека и, таким образом, к ускоренному расходованию «человеческого капитала».
Это проявляется в ускоренном развитии экологически обусловленной патологии, осложненном течении хронических заболеваний, преждевременном старении населения и омоложении показателей смертности. Особенно этот вывод относится к северным территориям России. Именно на Севере и в приравненных к Северу территориях государство столкнулось с проблемой значительного увеличения «чело- векопотерь» и «человекопотребления» в качестве платы за получение единицы валового внутреннего продукта в виде нефти, газа, цветных металлов [139].
В связи с этим вопросы здоровья населения Крайнего Севера, воздействие на человеческий организм специфических северных природных факторов привлекают пристальный интерес не только медиков, но и экономистов, юристов, специалистов по государственному управлению.
Параметры, определяющие дискомфортность проживания в тех или иных районах Крайнего Севера, можно разделить на природно- климатические, медико-биологические и социально-экономические. Соотношение этих параметров значительно отличается в различных районах Крайнего Севера [139].
Природно-климатическими особенностями Кольского Севера являются субарктический на севере области и бореальный умеренно- континентальный в центре и на юге климат, характеризующийся избытком влаги и недостатком тепла (отопительный сезон в большинстве населенных пунктов продолжается более 9 месяцев). Расположение области на стыке морей и материка обусловливает частое возникновение атмосферных вихрей, особенно - циклонов, а следовательно, ветреную погоду с большим количеством осадков.
С точки зрения геофизических особенностей Мурманская область находится на геомагнитных широтах 63-66 и практически целиком попадает в зону аврорального овала — область широт максимальной повторяемости полярных сияний. Кроме того, зона хозяйственной деятельности Кольского Севера распространяется к северу до полярной шапки (Штокмановское месторождение природного газа, рудники архипелага Шпицберген, зоны рыболовства в Баренцевом море).
Другими существенными особенностями данного региона являются дефицит ультрафиолетовой радиации, неблагоприятная фотопериодичность с полярными ночью и днем.
Биогеохимической особенностью является недостаток кальция, магния, йода, фосфора, фтора, кобальта, молибдена, бора, создающие предпосылки для возникновения биогеохимических эндемий [57].
Важной особенностью Кольского Севера является преимущественно пришлый характер населения. Более 95% населения Мурманской области являются северянами не более, чем в третьем-четвертом поколении, в связи с этим невозможно говорить о формировании какой-либо популяционной адаптации к условиям Крайнего Севера, т.к. сроки формирования адаптивного типа населения исчисляются тысячами и десятками тысяч лет [7].
Указанные особенности предопределяют повышенные требования к физиологической адаптации людей, возникновение специфической «северной патологии». Не случайно в Мурманской области зарегистрированы самые низкие показатели средней продолжительности жизни населения по всему Северо-западному региону [57].
В настоящее время многими авторами признается, что воздействие значительной части неблагоприятных природно-климатических факторов Севера может быть уменьшено за счет создания комфортных и рациональных условий труда и быта, повышения уровня жизни, соблюдения гигиенических нормативов [81; 102; 144; 149]. В первую очередь это касается микроклиматического окружения и уровня освещенности.
В то же время человека очень трудно изолировать от таких факторов внешней среды, как резкие перепады атмосферного давления, столь характерные для Кольского Севера и нестабильность геофизической обстановки, в первую очередь - выраженная изменчивость геомагнитного поля (ГМП).
Именно часто повторяющиеся геомагнитные возмущения в авро- ральной зоне некоторые исследователи считают главным источником хронического стресса у человека на Севере [138].
Несмотря на то, что интенсивность природных электромагнитных полей чрезвычайно мала и находится значительно ниже уровня антропогенных электромагнитных шумов, получены теоретические и практические обоснования того, что геомагнитные возмущения в воздействии на человеческий организм носят характер не энергетического, а информационного воздействия [110].
Такие слабые сигналы играют важную роль в самоорганизации открытых нелинейных систем, каковыми являются биологические объекты.
Наиболее ярко такие воздействия могут проявиться у лиц, находящихся в состоянии неустойчивого равновесия — больных с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, психически неустойчивых лиц, беременных женщин и детей [20; 68; 164].
В связи с изложенным цель настоящего исследования - выявление чувствительности различных групп населения Кольского Севера к внешним природным факторам и рекомендации по минимизации их воздействия на человеческий организм.
Основные положения, выносимые на защиту:
Гелиогеофизические особенности Кольского Севера являются существенным медико-биологическим фактором, обусловливающим дискомфортность проживания на данной территории, в первую очередь для лиц, относящихся к группам риска (лица, работающие во вредных производственных условиях, лица с неустойчивой психикой, беременные женщины, дети). Неблагоприятным воздействием на человеческий организм обладают как геомагнитные возмущения, так и периоды «геомагнитного молчания».
Многолетнее и сезонное распределение смертности от самоубийств в изученном регионе обусловлено, преимущественно, природными, в первую очередь космофизическими факторами. Напротив, в распределении числа смертей по причине заболеваний сердечнососудистой системы вклад природных факторов не является значительным, преобладающими являются социально-экономические факторы.
Существуют сезонные изменения функционального состояния детей школьного возраста, проживающих на Севере, в значительной степени определяющиеся исходным состоянием их соматического и психического здоровья и в некоторой степени зависящие от образа жизни (уровня физических и учебных нагрузок). Традиционное представление о полярной ночи как о наиболее тяжелом периоде года для детей, проживающих на Севере, проведенным исследованием не подтверждается, более неблагоприятными сезонами выглядят осень (октябрь-ноябрь) и весна (март-апрель).
Научная новизна работы заключается в том, что впервые на большом статистическом материале (1985-2001 гг.) было проведено исследование влияния гелиогеофизической активности на организм практически здоровых людей (шахтеры рудников пос. Баренцбург, арх. Шпицберген), работающих в полярной шапке. Показана связь возникновения внезапных заболеваний и травм с локальными геомагнитными возмущениями и снижением уровня геомагнитной активности. Выявлена околонедельная цикличность в распределении случаев травматизма и внезапных заболеваний, которая, вероятно, имеет космофизическую обусловленность (вариации скорости потока солнечного ветра, секторная структура межпланетного магнитного поля).
При анализе уровня смертности от болезней системы кровообращения и от самоубийств в одном из районов Мурманской области в период 1948-1997 гг. впервые показано, что факторы социально- экономического значения не оказывают существенного воздействия на динамику суицидов. Многолетнее и сезонное распределение этих событий обусловлено, преимущественно, природными, в первую очередь космофизическими факторами. Напротив, в распределении числа смертей по причине заболеваний сердечно-сосудистой системы вклад природных факторов не является значительным, преобладающими являются социально-экономические факторы.
Установлено, что значительная часть беременных женщин, проживающих в условиях Кольского Севера, чувствительна к изменениям геомагнитной обстановки. Около 15% нарушений функционального состояния системы мать-плод, выявляемых методикой кардиотокографии, в исследуемом регионе обусловлены гелиогеофизическими факторами.
Вопреки существующему мнению о полярной ночи как наиболее неблагоприятном периоде года в Заполярье, многолетним наблюдением показано наиболее благоприятное состояние системы мать-плод в декабре. При проведении анкетирования детей и родителей впервые получены результаты, показывающие, что субъективно дети школьного возраста, проживающие на Кольском Севере, тяжелее переносят весенний сезон (март-апрель), чем период полярной ночи. Объективный мониторинг в течение учебного года по ряду исследованных параметров также не выявил снижения функционального состояния школьников в разгар полярной ночи, в рамках проведенного исследования по многим показателям более неблагоприятными сезонами выглядят осень (октябрь-ноябрь) и весна (март-апрель).
Апробация результатов работы.
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Тульские педиатрические чтения» (Тула, апрель 2001); на IX Международном симпозиуме «Мониторинг здоровья населения и окружающей среды» (о. Крит, Греция, май 2001); на VIII Международном экологическом конгрессе INTECOL (Сеул, Корея, август 2002); на конгрессах «Окружающая среда и перинатальная медицина», «Экология человека на Северо- Западе России» в рамках Международного форума «Окружающая среда и здоровье Человека» (С.-Петербург, июль 2003); на Ежегодной конференции Европейского метеорологического сообщества (EMS) (Любляна, Словения, сентябрь 2006); на XVIII Северной конференции по социальной медицине и общественному здоровью (Хельсинки, Финляндия, октябрь 2007); на VI Всероссийской научно-практической конференции «Дети России образованны и здоровы» (Москва, апрель 2008); на Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (Апатиты, октябрь 2008).
По результатам исследования опубликованы 19 печатных работ, в том числе 5 работ в журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения и выводов. Работа иллюстрирована 7 таблицами и 19 рисунками. Библиография включает 207 источников. Имеется приложение на 2 страницах.
Климатические особенности Кольского Заполярья
Климат Кольского Заполярья формируется в условиях малого количества солнечной радиации под воздействием северных морей и интенсивного западно-восточного переноса. Именно этим обстоятельством объясняется парадоксальное изменение климата в данном регионе к более холодному в направлении не с юга на север, а с запада к востоку.
Существенную роль в этих особенностях играет Североатлантическое колебание - «качели давления» между Азорским максимумом и Исландским минимумом атмосферного давления. Многочисленные исследования Североатлантического колебания приводят к выводу о его ведущей роли в изменчивости поля давления Северного полушария, которая в зимние месяцы на 37% может быть описана вариациями индекса NAO (Inao), что превышает вклад, пространственные масштабы и сезонную продолжительность влияния других механизмов, особенно в последние десятилетия [104].
Высокие для географической широты среднегодовые температуры в регионе обусловлены воздействием Североатлантического течения, которое является продолжением теплого течения Гольфстрим. Вынос теплого морского воздуха в атлантических циклонах, перемещающихся через северные районы Скандинавии, и частые вторжения арктического воздуха с Ледовитого океана придают погоде большую неустойчивость, резкую изменчивость в поле давления, ветра и температуры воздуха [33; 36; 58].
В целом климат суровый, лето короткое и прохладное, зима длинная и холодная, особенно во внутренних районах Кольского полуострова и на востоке Мурманской области. Осадков за год выпадает сравнительно мало — 350-450 мм. Однако в условиях длительной зимы, короткого прохладного лета и слабого испарения этих осадков оказывается вполне достаточно, чтобы создать избыточное увлажнение.
Зима наступает рано и прекращается поздно. На северо-востоке переход от осени к зиме происходит во второй декаде октября, на юго- западе и севере Мурманского побережья - в третьей декаде. Общая продолжительность зимы составляет около 6-7 месяцев, то есть столько же, сколько занимают весна, лето и осень вместе взятые. Средние месячные температуры воздуха в середине зимы понижаются в пределах от -8, -10С на побережье Баренцева моря до -12, -14С в центральных районах области. Абсолютный минимум температуры в отдельные годы зимой опускается до -34, -38С на побережье морей и до -44, -48С в центральных и восточных районах области.
Зимний период характеризуется низкой абсолютной и высокой относительной влажностью воздуха, большой вероятностью пасмурного неба. Количество осадков зимой невелико.
Весна в Мурманской области поздняя, короткая и холодная. Сход снежного покрова на юго-западе наблюдается в первой декаде мая, на северо-востоке - в последней декаде мая — начале июня. Общая продолжительность весны — около двух месяцев.
Характерная для северных широт летняя погода устанавливается во второй половине июня на юге Кольского полуострова и в первой половине июля на севере и продолжается до второй половины августа. Общая продолжительность лета составляет около 70 дней в юго- западных районах и 60 в северо-восточных и Хибинах. Здесь и летом возможны заморозки, которые на почве иногда достигают значительной интенсивности. Средние температуры июля лишь на юге области достигают 14-16С, в северных же районах они составляют 10-12С. Июль характеризуется минимумом пасмурного неба и максимумом ясного. В августе, местами в июле выпадает наибольшее количество осадков (4565 мм в месяц). Ежегодно наблюдаются грозы. В среднем за лето бывает 5-10 дней с грозой.
Осень начинается с середины августа на северо-востоке области и в Хибинах, а с конца месяца — на юго-западе. Общая продолжительность осени около двух месяцев. Крайние значения температуры в последнем осеннем месяце изменяются от 12-15С в исключительно теплые годы и до -20, -30С в холодные. Снежный покров устанавливается обычно во второй декаде октября. С понижением температуры в осенние месяцы происходит общее увеличение облачности, туманов, вероятности выпадения и продолжительности осадков.
Исследование А.Кислова [201], основанное на анализе метеорологических данных с 1930 по 1998 годы показало, что климатическая ситуация в центре Кольского полуострова в 70-90-е годы была стабильной. Это не соответствует состоянию климата в других регионах Северной Европы, где в последние 20-30 лет отмечено заметное повышение средних температур, больше выраженное в весенний период.
Исследование воздействия гелиогеофизической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке
В этой связи интересным представляется и тот факт, что серийные убийства чаще всего совершаются в дни резкого снижения геомагнитной активности [1]. В экспериментах показано, что экранирование геомагнитного поля приводит к изменениям в психике человека, снижению двигательной активности мышей и кроликов. Возможно, для здоровья человека существенную роль играют отклонения, как в сторону увеличения, так и в сторону понижения, от некоторого среднего уровня локальной магнитной возмущенности. Данный результат в какой-то степени объясняет полученные в некоторых работах выводы об отсутствии какой-либо связи между геомагнитной активностью и сердечнососудистыми заболеваниями [178; 183]. Но делать окончательные выводы о том, что снижение геомагнитной активности отрицательно влияет на биологические организмы пока ещё рано, хотя результаты, приводимые в данном разделе, а также некоторые экспериментальные факты и указывают на это. Не следует исключать и тот факт, что количество магнитовозмущенных и магнитоспокойных дней за исследуемый период имеет распределение, аналогичное представленному на рисунках 2.2. и 2.3. Во всяком случае, этот вопрос требует дополнительного изучения.
Для исключения воздействия метеорологических факторов были исследованы вариации атмосферного давления за весь период наблюдений. Анализ показал, что какая-либо выраженная зависимость уровня экстремальных ситуаций от колебаний атмосферного давления отсутствует.
Как видно из таблицы, количество внезапных заболеваний, имевших место во время CKJI, почти в два раза превышает количество случаев травматизма. Похожий результат был получен в работе Stoupel с соавт. [197], где была установлена зависимость между величиной потока солнечных протонов и количеством сердечно-сосудистых заболеваний.
Сезонные изменения функционального состояния плода в условиях Кольского Севера
Выслушивание сердцебиений плода является древнейшим методом оценки его состояния. Оценку сердечного ритма для ранней диагностики состояния плода стали применять с тех пор, как в 1848 г. Ки- лиан выдвинул предположение о том, что изменение сердечного ритма плода обусловлено внутриутробной гипоксией [6].С конца 50-х годов прошлого века оценку сердечного ритма плода стали проводить с помощью ЭКГ. Клиническое значение вариабельности сердечного ритма плода было впервые оценено в 1965 г., когда Hon и Lee [169] установили, что альтернация интервалов между сокращениями сердца предшествует дистрессу плода еще до того, как происходят какие-либо значимые изменения в ЧСС. В последующие годы такой подход в применении к взрослым больным, перенесшим инфаркт миокарда, позволил прогнозировать большой риск смерти у больных со сниженной ВРС [206].
Методика исследования сердечного ритма плода и оценки на его основе функционального состояния системы мать-плод получила название кардиотокографии (КТГ). Основу методики составляет анализ ЧСС плода в течение достаточно длительного времени (обычно от 15 мин. до 1 часа). Анализируются колебания базального ритма, максимальный размах ЧСС, количество периодов учащения (акцелерации) и урежения (децелерации) сердечных сокращений плода, их амплитуда, связь с сокращениями матки, стрессорными воздействиями.
Метод хорошо зарекомендовал себя при контроле течения беременности на поздних сроках [40; 76; 160]. Одна из модификаций метода позволяет использовать его для контроля за течением родов [136].
Показаны четкие корреляции между показателями КТГ и исходом беременности, в частности, состоянием ЦНС рождающегося ребенка [66; 173]. В связи с этим результаты КТГ, проводимой перед родами, в настоящее время используются в стандартной диагностике церебральных расстройств у новорожденных [43].
В нашей стране внедрение данного метода, в первую очередь, связано с работами лаборатории функциональной диагностики Российского научно-исследовательского центра перинатологии, акушерства и гинекологии АМН РФ, проведенными под руководством проф. В.Н.Демидова [40; 67]. Разработанная в лаборатории автоматизированная система оценки состояния плода в 90-е годы прошлого столетия внедрена во многих лечебных учреждениях страны, в том числе в родильном отделении Кировской центральной городской больницы Мурманской области.
Данная система использует нестрессовую методику КТГ. Ритмо- грамма плода при этом фиксируется в течение 40-60 минут. Исследование проводится в утренние часы в звукоизолированном помещении с температурой воздуха 22-24С. Беременная находится в удобном положении лежа на спине. При возникновении неприятных ощущений, связанных со сдавлением нижней полой вены, возможно положение беременной женщины на боку.
Сердцебиения плода фиксируются ультразвуковым методом с использованием аппарата Fetal Guard 2000 фирмы Analogic, США. Этот аппарат для регистрации сердцебиений плода использует доплеровский УЗ датчик 2.5 МГц.
Обработка кривой частоты сердечных сокращений плода проводится при помощи программы, разработанной в лаборатории функциональной диагностики профессора В.Н. Демидова в Российском Научно- исследовательском центре перинатологии, акушерства и гинекологии АМН РФ.
Данная программа позволяет визуально оценить кривую ЧСС плода, автоматически рассчитывает колебания базального ритма, количество и амплитуду учащений (акцелераций) и замедлений (децелера- ций) сердцебиения плода. Кроме того, по оригинальному алгоритму программа рассчитывает интегральный показатель состояния плода (ПСП) в условных единицах. ПСП может колебаться в пределах от 0.0 до 4.0, при этом меньшие значения соответствуют более благоприятному состоянию плода. Значения ПСП от 0.0 до 1.0 соответствуют здоровому плоду; от 1.1 до 2.0 - начальные признаки хронического страдания плода; от 2.1 до 3.0 - выраженные признаки хронического страдания плода и от 3.1 до 4.0 - резко выраженные признаки хронического страдания плода [40; 67].
При несомненной диагностической ценности и удобстве использования метода за несколько лет проведения КТГ в ряде случаев выявлялись «немотивированно» неблагоприятные показатели, которые противоречили другим клиническим данным и иногда столь же «беспричинно» улучшались через 1-2 дня.
В других наблюдениях «угрожающие» показатели КТГ регистрировались за несколько часов до родов, но объективная оценка неонато- логом родившегося ребенка не выявляла признаков перенесенной внутриутробной гипоксии или другого страдания плода.
Это навело на мысль, что кроме традиционно учитываемых акушерами неблагоприятных факторов, таких, как гестозы, токсические, инфекционные и др. агенты, возможно, существуют и другие факторы, сказывающиеся на функциональном состоянии системы мать-плод. В условиях Кольского Заполярья при высоком уровне гелиогефизических возмущений последние вполне могут быть фактором, изменяющим состояние системы мать-плод.
В данном исследовании проанализированы результаты обследований беременных женщин в родильном отделении Кировской ЦГБ Мурманской обл. в 1994-2001 гг.
![Клинико-бактериологические и иммунологические характеристики аллергического ринита на Севере и влияние на них экологических факторов жилища [Электронный ресурс]](/i/i/4335/190976.png "Клинико-бактериологические и иммунологические характеристики аллергического ринита на Севере и влияние на них экологических факторов жилища [Электронный ресурс] Матвеева Наталья Ивановна")
