Тема №5 Природний вплив навколишнього середовища на органІзм людини

1. Гігієнічне значення сонячної радіації.

2. Біологічна дія сонячної радіації.

3. Джерела штучного УФ-випромінювання.

4. Гігієнічне значення погоди та клімату.

5. Щадний та подразнювальний тип клімату.

6. Акліматизація як складний соціально-біологічний процес.

Біологічна дія і гігієнічне значення сонячної радіації зумовлені тим, що вона є основним природним джерелом теплової та світлової енергії, без якої неможливе існування органічного життя на Землі. Сонячна радіація безпосередньо впливає на різноманітні фізіологічні функції та біохімічні процеси в організмі людини. Завдяки сонячній радіації відбуваються атмосферна циркуляція, випаровування та кругообіг води, формуються погода й клімат, здійснюється синтез органічних речовин. Сонячна радіація є важливим чинником забезпечення нормального функціонування зорового аналізатора та регулятором біологічних ритмів організму, сприяє підтриманню природного імунітету людини тощо. За своєю фізичною природою Сонце – це величезний газовий шар діаметром 500000 км, у надрах якого відбуваються термоядерні реакції, температура його може сягати 40000000 °С. Температура зовнішньої поверхні Сонця (вона складається з хромосфери, фотосфери і корони) становить 6000 °С.

Сонце розміщене відносно близько від Землі. Ця відстань становить 100 діаметрів Сонця, тобто 150000000 км. Тому процеси, що відбуваються на Сонці, постійно впливають на біосферу нашої планети. Проявами інтенсивності цих процесів є кількість та площа сонячних плям, кількість та потужність хромосферних спалахів, випромінювання радіочастотного діапазону, іонізуюче випромінювання, магнітні поля тощо.

Процесам сонячної активності властива певна циклічність, яка має різну тривалість. Найкраще вивчений і найвідоміший 11-12-річний цикл, який характеризується наявністю 4 основних фаз активності: підйому, максимуму, спаду та мінімуму.

Потік сонячної енергії, який випромінюється в космічний простір, у тому числі у вигляді так званого сонячного вітру в напрямку до Землі, має широкий спектр випромінювання і включає такі складові: корпускулярне випромінювання (протони, електрони, нейтрони, інші корпускули), у-випромінювання, рентгенівське випромінювання, ультрафіолетове (УФ) випромінювання (10-400 нм), видиме світло (400-760 нм), інфрачервоне випромінювання (760-4000 нм), випромінювання радіочастот. Співвідношення основних складових сонячного спектра, який доходить до поверхні Землі, відрізняється від спектра, що його випромінює Сонце. Магнітоатмосфера та атмосфера Землі затримують значну частину корпускулярного та УФ-випромінювання. Якщо у первинному випроміню ванні питома вага УФ-радіації становить  5-6%, то до поверхні Землі доходить тільки 1 % цієї радіації. Затримується, насамперед, короткохвильова частина УФ-радіації, яка досягає поверхні Землі лише в діапазоні від 180 до 400 нм. Частина сонячної радіації, що доходить до земної поверхні, характеризується так званою сонячною сталою, яка в різних кліматогеографічних зонах Землі коливається від 3,34 до 16,72 кДж/см2 за 1 хв.

Біологічна дія сонячної радіації залежить від довжини хвилі, енергії та тривалості дії її окремих складових, а також від рецептора, на який впливає випромінювання.

Інфрачервона радіація (760-4000 пм) залежно від довжини хвилі проникає в товщу шкіри на глибину від 0,1 до 30-40 мм, і, отже, створює поверхневу теплову дію, посилює шкірне дихання, розширює судини, збільшує інтенсивність кровообігу та всмоктування, стимулює продукцію речовин, зменшує пошкоджувальну дію продуктів розпаду.

Лікувальні дози інфрачервоного випромінювання широко використовують у фізіотерапії різних захворювань і травматичних ушкоджень.

Внаслідок дії інфрачервоного випромінювання інтенсивністю понад 3,77 МДж/(м2 *год) у виробничих та інших умовах можливі несприятливі патологічні зрушення у стані здоров’я (катаракта кришталика, місцеві ураження шкіри, загальний перегрів, сонячний удар та ін.).

Видима радіація (760-400 нм) може сприйматися зоровим аналізатором (специфічний зоровий вплив видимого світла) і поверхнею шкіри. В останньому випадку вона здатна створювати тепловий і фотохімічний ефекти, які можливі лише за наявності так званих фотосенсибілізаторів (речовин, здатних поглинати випромінювання). Під дією видимого світла з енергією понад 5 еВ відбувається збудження молекул фотосенсибілізатора з передачею їх енергії іншим молекулам та утворенням біологічно активних речовин. Фотосенсибілізаторами можуть бути деякі природні речовини, лікарські засоби, продукти нафтопереробки тощо. Особливої уваги потребує запобігання фотосенсибілізувальній дії сонячної радіації у виробничих умовах, а саме під час роботи з речовинами, що мають властивості фотосенсибілізаторів, внаслідок чого можуть виникати дерматити, екзема, пухлини.

Ультрафіолетова радіація (10-400 нм) – біологічно найактивніша частина сонячного спектра, що справляє біогенний та абіогенний вплив. Біологічна дія УФ-радіації залежить від довжини хвилі та енергії тієї чи іншої ділянки спектра. Таких ділянок три: А – довгохвильова (315-400 нм), В – середньохвильова (280-315 нм) і С – короткохвильова (10-280 нм:).

Біологічна дія УФ-радіації доволі багатогранна, а серед її головних проявів слід виділити вітамінотворний, пігментотворний, загальностимулювальний та бактерицидний ефекти.

Вітамінотворна дія пов’язана із синтезом вітаміну D–кальциферолу. Для нормального функціонування організму, забезпечення розвитку і репарації кісткової тканини дуже важливим є підтримання постійного рівня кальцію в крові. При нестачі кальцію в крові він мобілізується з кісток, спричиняючи таким чином їх остеопороз, у дітей може розвиватися рахіт, який є причиною важких деформацій скелета і має інші несприятливі наслідки. Для запобігання цьому потрібно, щоб в організмі була достатня кількість вітаміну D. Добова потреба його становить 20-30 мкг. За рахунок харчових продуктів повністю забезпечити цю потребу не завжди можливо (жовток одного курячого яйця містить 3-8 мкг вітаміну D; 0,5 л молока – 1,25 мкг; 1 мл риб’ячого жиру – 3-4 мкг). Тому дуже суттєвим джерелом вітаміну D є поверхня шкіри, яка виділяє сало, що містить у своєму складі провітамін D – дегідрохолестерин. Під впливом УФ-радіації (довжина хвилі у межах 280-297,5 нм) із дегідрохолестерину внаслідок біохімічних перетворень утворюється D-кальциферол.

Пігментотворна дія зумовлена накопиченням у шкірі пігменту меланіну, який утворюється в організмі людини головним чином з амінокислоти тирозину за участю ферменту тирозинази. Цей фермент є в шкірі людини, але у складі сульфгідрильних сполук. Під впливом УФ-радіації в діапазоні 240- 340 нм (максимум при 330 нм) тирозиназа вивільнюється із сульфгідрильних сполук і сприяє утворенню меланіну.

Швидка стійка пігментація (загар) є побічним свідченням високої реактивності організму та підвищення його загального імунітету. Однак слід зазначити, що позитивний біологічний та профілактичний ефект не обов’язково пов’язаний із наявністю загару. Цей ефект може бути забезпечений і опроміненням у дозах, які не спричиняють маніфестного загару.

Загальностимулювальна дія забезпечується ділянками А та В спектра УФ-радіації (280-400 нм), але найсильніший ефект спостерігається при довжині хвилі 297 нм. Зовнішнім побічним проявом, загальностимулювальної дії може бути еритема, але профілактичний ефект опромінення досягається при значно менших дозах, ніж еритемні. Унаслідок дії УФ-радіації в шкірі утворюються біологічно активні сполуки – гістамін, ацетилхолін та ін. Вони стимулюють симпатико-адреналову та парасимпатичну частини вегетативної нервової системи, стимулюють процеси репарації в тканинах. Загальностимулювальний вплив УФ-радіації проявляється у посиленні гемоглобіно-утворення, а також утворенні антитіл, збільшенні інтенсивності фагоцитозу, росту волосся, нігтів та кісткової тканини, зменшенні чутливості організму до впливу шкідливих речовин, прискоренні процесів відновлення та видужання тощо.

Разом із цим слід зазначити, що гіперінсоляція здатна вкрай негативно впливати на організм людини. Внаслідок опромінення, рівень якого перевищує потрібну лікувально-профілактичну дозу, можливі загострення хронічних захворювань, фотодерматити, пухлинні новоутворення шкіри, фотоофтальмії. Для забезпечення профілактичного ефекту УФ-опромінення. достатньо 1/8 його еритемної дози.

Одиницею вимірювання еритемного потоку і, отже, загальностимулювальної дози є ер. Один ер – це потік монохроматичного випромінювання при довжині хвилі 297 нм і потужності 1 Вт.

Еритемна доза являє собою дозу УФ-радіації, після опромінення якою через 6 - 12 год. на шкірі людини виникає слабка еритема. Величина однієї еритемної дози, або дози еритемної опроміненості, дорівнює 600-800 мкер/(см2 *год). Профілактична доза складає 1/8-1/10 від величини еритемної дози, тобто 60-100 мкер/(см2*год), оптимальна, або фізіологічна 1/2-1/4 від величини еритемної дози, тобто 150-400 мкер/(см2 *год). У ясний сонячний день природне УФ-опромінення становить 18-22 мкер/см2 за 1 хв. Тобто для профілактичного ефекту достатньо влітку перебувати на відкритому повітрі впродовж 5-10 хв.

Бактерицидна дія притаманна короткохвильовій (180-280 нм) ділянці спектра УФ-радіації. Вона в декілька тисяч разів більша, ніж бактерицидна дія видимого світла. Якщо, наприклад, для бактерицидного ефекту внаслідок впливу видимого світла потрібно 2-3 доби, то при опроміненні УФ-радіацією в діапазоні від 220 до 280 нм цей ефект досягається протягом кількох секунд. Максимальна бактерицидна активність спостерігається при довжині хвилі УФ-опромінювання 254 нм.

Короткохвильова УФ-радіація згубно діє практично на всі види мікроорганізмів, у тому числі на їх вегетативні форми, а також віруси та гриби.

Дозиметричною одиницею бактерицидної дії УФ-радіації є бакт. Один бакт – це бактерицидна селективність променів довжиною 255,5 нм і потужністю 1. Вт. Для знищення різноманітних штамів кишкової палички та стафілокока потрібна доза опромінення 50 мкбакт/см2, для знищення спороносних форм бактерій – 100-150 мкбакт/см2. Бактерицидна активність Сонця у безхмарний ясний, день становить 5-6 мкбакт/см2 за 1 хв.

Завдяки високій біологічній активності УФ-радіацію (як природну, так і штучну) широко використовують у лікувальній практиці та з профілактичною метою.

Слід відзначити, що рівень УФ-радіації залежить від географічного розташування місцевості, погоди, пори року та дня, характеру земної поверхні, чистоти атмосферного повітря. Так, якщо кут падіння сонячних променів складає 90°, доза еритемного опромінення у помірному поясі влітку за ясної безхмарної погоди о 12-й годині становить 30-40 мкер/см2 за 1 хв, якщо 50° – 20-22 мкер/см2 за 1хв, якщо 40° –  12-15 мкер/см2 за 1 хв, якщо 20° – 1-3 мкер/см2 за 1 хв. Тобто в зазначених умовах еритемна доза може бути отримана відповідно за 10-15, 23-25, 30-40 та 400-500 хв. Інтенсивність УФ-радіації вдень значно вища, ніж у ранкові години. Проте саме ранком значно нижчою є теплова радіація, яка суттєво посилює вплив ультрафіолетового випромінювання. Тому найдоцільніше сонячні ванни приймати саме в ранкові години, що дозволяє уникнути перегріву і довше перебувати на відкритому повітрі.

У кліматичних умовах України в липні о 12-й годині за ясної сонячної погоди під впливом прямої та розсіяної радіації еритемна доза становить 18-20 мкер/см2 за 1 хв. Тобто для отримання профілактичної дози в цих. умовах достатньо перебувати на сонці протягом 5-6 хв, а в затінку на відкритому повітрі – протягом 15-20 хв.

У одній і тій самій місцевості, крім згаданих вище чинників, інтенсивність сонячної радіації в приміщеннях залежатиме ще від їх орієнтації та площі, наявності фіранок та штор, якості і чистоти скла, особливостей одягу людини тощо. Прозорість звичайного скла обмежує пропускання променів довжиною менше як 340-310 нм. У разі використання увіолевого скла через нього проходять УФ-промені ділянки В і частково ділянки С. Інтенсивність короткохвильової УФ-радіації в приміщенні знижується залежно від відстані від вікон. Саме тому відстань протилежної стінки від вікон (глибина приміщення) не повинна перевищувати 5-6 м.

Якщо людина тривалий час перебуває в умовах дефіциту сонячної (ультрафіолетової) радіації, в її організмі можуть розвиватися найрізноманітніші порушення: дисбаланс фосфорно-кальцієвого обміну, остеопороз кісткової тканини, схильність до переломів та уповільнена їх репарація, зниження працездатності та опірності до інфекційних та інших захворювань тощо.

Об’єктивними проявами нестачі УФ-радіації є такі специфічні показники, як зниження активності лужної фосфатази сироватки крові та зниження ступеня резистентності капілярів.

За певних соціально-побутових обставин, фізіологічних станів та професійних умов (проживання на Півночі, вагітність, годування новонародженого, тривала іммобілізація, праця під землею тощо), а також при деяких хронічних захворюваннях, коли виникає нестача УФ-опромінювання або потреба в його збільшенні, слід вжити цілеспрямованих заходів для забезпечення організму потрібною лікувально-профілактичною дозою УФ-радіації. Це може бути здійснено шляхом природного опромінення або завдяки використанню штучних джерел УФ-радіації.

Джерелами штучного УФ-випромінювання є спеціальні електротех-нічні пристрої – ртутно-кварцові лампи (РЮТ). Конструктивно РЮТ являє собою скляний балон (циліндричну трубку з кварцового скла), заповнений під зниженим тиском (приблизно 470 мм рт. ст.) інертним газом аргоном із домішками парів ртуті, з електродами, які підключаються до електромережі. У разі пропускання електричного струму виникає електричний розряд і пари ртуті починають випромінювати ультрафіолетові та видимі промені в достатньо широкому діапазоні (від 240 до 560 нм). Довжину хвилі можна, визначити шляхом використання спеціальних світлофільтрів, а також шляхом підбору відповідного тиску в скляних трубках. Чим нижчий тиск, тим коротшою є довжина хвилі випромінювання. Потужність ламп, як правило, коливається від 220 до 1000 Вт і більше.

Під час роботи ламп у приміщенні, можуть накопичуватись озон, оксиди азоту та інші речовини, що вимагає дотримання певних правил під час їх використання.

Залежно від призначення розрізняють 2 основні групи ламп УФ–випромінювання: еритемні та бактерицидні.

Еритемні лампи (ЛЕ) призначені для профілактичного та лікувального опромінення. Потрібне для цього випромінювання (в діапазоні 280-400 нм) отримують за допомогою покриття стінок скляної трубки люмінофором із фосфату кальцію. Еритемна лампа потужністю 30 Вт на відстані 1 м створює дозу 35-38 мкер/см2.

На відміну від ЛЕ, бактерицидні лампи (ЛБ) випромінюють промені переважно в діапазоні ділянки С. Бактерицидні опромінювачі можуть конструктивно використовуватися в рециркуляційних вентиляційних пристроях, у шлюзах, завісах боксів та ін. У хірургічних операційних бактерицидні лампи встановлюють із розрахунку необхідності забезпечення потужності 3 Вт на 1 м2 площі приміщення. При цьому спостерігається зниження бактеріального обсіменіння до 55 % протягом 2 год і до 80 % через 5-6 год.

Для групового профілактичного опромінення використовують спеціальні приміщення – фотарії, куди входять роздягальні, душові та кімнати для опромінення, що обладнані УФ-опромінювачами “маятникового” типу. Особи, які опромінюються, розміщуються на різних відстанях навколо опромінювала.

Час і режим опромінення встановлюються залежно від часу, потрібного для отримання біологічної (еритемної) дози на певних відстанях від лампи. Для захисту очей слід використовувати захисні окуляри.

Розрахунок кількості еритемних ламп, потрібних для проведення ефективного опромінення, проводять за формулою:

F = ( 5.4 * S * H ) / t ,

де F – потрібний загальний еритемний потік джерела (мкер),
S – площа приміщення (м2), Н – стандартна біологічна (еритемна) доза, біодоза (мкер/м2 за 1 хв), t – час опромінення.

Визначення фактичної інтенсивності УФ-опромінення здійснюють за допомогою фотохімічного та фотоелектричного (фізичного) методів.

Біологічну (еритемну) дозу визначають біодозиметром конструкції Горбачова. Пристрій являє собою планшетку з декількома (5-6) віконцями та отворами, які послідовно відчиняються або зачиняються під час діагностичного опромінення. Тривалість опромінення кожного віконця та отвору визначається дослідником з урахуванням потужності джерела випромінювання. Звичайно цей час становить 30-90 с. Планшетка накладається на незасмаглу частину тіла (взимку – на передпліччя). Через 8-12 год (у дітей через 6-10 год) після опромінення визначають, в якому віконці з’явилася слабка еритема. Тривалість експозиції у цьому віконці і визначає рівень еритемної дози.

При зміні відстані від джерела випромінювання тривалість опромінення можна визначити за формулою:

де А – потрібний час при діагностичному визначенні еритемної дози опромінення, В – відстань від джерела під час пробного (діагностичного) опромінення, С – нова відстань від джерела.

Для профілактичного (лікувального) опромінення можна використовувати лампи різних конструкцій та потужності. Відомості про деякі з них наведено в табл. 5.1.

Таблиця 5.1

Характеристика основних типів ламп,
пристосованих для проведення ультрафіолетового опромінення

Отже, використання УФ-опромінювання як природного, так і штучного походження є невід’ємним чинником підвищення ефективності лікувально-профілактичних заходів, що проводяться з метою профілактики виникнення різноманітних захворювань та патологічних станів.

Атмосфера як елемент біосфери являє собою газоподібну оболонку, що оточує нашу планету, простягається на тисячі кілометрів від її поверхні і залежно від особливостей складу та властивостей повітря може бути поділена на 5 основних шарів: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу та екзосферу.(див. рис.5.1)

Тому за повітря загалом слід вважати суміш газів, які складають атмосферу, а за атмосферне повітря – лише повітря відкритих просторів земної кулі.

З фізико-хімічної точки зору повітря являє собою надзвичайно складну аеродисперсну систему, середовищем якої є гази повітря, а фазою – пилові, парові, бактеріальні та інші, в тому числі і токсичні, аерозолі.

Атмосферне повітря має виняткове фізіологічне та гігієнічне значення порівняно з іншими складовими біосфери. Це зумовлено такими важливими обставинами.

По-перше, повітря, яке вдихає людина, є практично єдиним постачальником кисню. Запас кисню в організмі дорослої людини становить 2500–2700 мл. У 100 мл крові розчинено близько 75 мл кисню, значна частина його (20-25 %) утворює з гемоглобіном сполуку, що носить назву “оксигемоглобін”. За 1 хв людина, як правило, витрачає 300–500 мл кисню. Проте, на відміну від багатьох інших сполук та елементів, організм людини не має внутрішніх депо кисню. Тобто за відсутності доступу екзогенного кисню його запас витрачається протягом декількох хвилин, що призводить до неминучої загибелі.

По-друге, людина, вдихає відносно дуже велику кількість повітря (понад 10-12 м3 на добу), яка безпосередньо контактує з великою (понад 100 м2) поверхнею бронхолегеневої та альвеолярної тканини, і газові складові повітря різного характеру, в тому числі і токсичні, фактично одразу переходять у кров, розносяться по всьому організму. За таких умов навіть невеликі концентрації шкідливих речовин у повітрі стають суттєвою загрозою для здоров’я людини. Не випадково під час гігієнічного нормування допустимого вмісту одних і тих самих шкідливих речовин їх допустимі концентрації в повітрі являють собою величину в сотні і тисячі разів меншу, ніж у воді, ґрунті або продуктах.

Гігієнічне значення повітря визначається його фізичними властивостями, хімічним складом та наявністю домішок різного характеру, в тому числі і токсичних, шкідливих для здоров’я.

Газова оболонка Землі створює постійний тиск на її поверхню.

Практично вживаними одиницями тиску є міліметри ртутного стовпчика, бари (Бар) і паскалі (Па). Нормальний тиск при температури 0 °С над рівнем моря, на географічній широті 45° становить 760 мм рт.ст., що дорівнює 1013 мБар, або 1013,25 Па (1 мм.рт.ст.=1,33 мБар=1,33 гПа). Один бар створює тиск силою 1 кг на 1 см2, один мБар – відповідно 1 г/см2, або 100 Па (1 гПа) на 1 см2.

Такий тиск приймають як рівний “одній атмосфері”. Таким чином, на людину, площа тіла якої складає 1,7 м2, постійно тисне шар повітря із силою 17т. Цей тиск не є постійним. Він може суттєво змінюватися залежно від географічних умов місцевості, особливостей атмосферної циркуляції, пори року, температури повітря та інших причин. Хаотичні аперіодичні зміни тиску протягом короткого відрізку часу (доби, декількох діб), зумовлені зміною атмосферних мас з різними термогідробаричними властивостями, можуть несприятливо впливати на здоров’я людини і спричиняти виникнення так званих геліометеопатологічних реакцій.

Для визначення підвищеного (більше як 1 атм) тиску використовують спеціальні одиниці вимірювання – аті й ата. Кожна одна додаткова атмосфера створює тиск, який дорівнює 1 аті. Сумарно тиск нормальний (1 атм) та одна додаткова атмосфера (1 аті) становить тиск, який дорівнює 1 ата (1 атм + 1 аті = 1 ага) Виходячи із цього, загальний тиск силою, наприклад, в 3 додаткових атмосфери (3 аті) становитиме 3 ата (1 атм + 3 аті = 3 ата).

Основними хімічними складовими атмосферного повітря є кисень, діоксид вуглецю, азот, озон та інертні гази (табл. 5.2).

Таблиця5. 2

Хімічний склад атмосферного повітря

Кисень (О2), що являє собою безбарвний розчинний у воді газ, є невід’ємним елементом практично всіх органічних речовин, чинником, завдяки якому можливі дихання, горіння, гниття та багато інших життєво необхідних процесів.

В організмі людини вміст кисню становить 65 %. Усі органи, тканини і клітини організму безперервно поглинають (до 25 л за 1 год) кисень, утилізують його та виділяють у навколишнє середовище (до 22,6 л за 1 год) діоксид вуглецю.

Зменшення вмісту кисню в повітрі до 10-12 % є надзвичайно небезпечним явищем, що спочатку характеризується такими проявами, як ослаблення розумової діяльності, нудота, блювання, ураження ЦНС, а згодом, в умовах зменшення концентрації кисню до 7-8 %, може призвести до смерті.

Кожна газова складова атмосферного повітря має певний парціальний тиск. Так, при нормальному тиску 760 мм рт. ст., загальний тиск якого приймається за 100%, парціальний тиск кисню, вміст якого становить 21 %, дорівнюватиме 160 мм рт. ст. Але у разі зменшення атмосферного тиску зменшуватиметься і парціальний тиск його складових, зокрема кисню. Із цього випливає дуже важливе положення: при зменшенні атмосферного тиску і при збереженні відсоткового співвідношення його газових складових (тобто за наявності в газовій суміші 21% кисню) парціальний тиск і вагова концентрація останнього також зменшуватимуться (за певних умов до величин, які вже не здатні забезпечити потребу організму в кисні). Парціальний тиск кисню у венозній крові становить 40 мм рт. ст., і для того щоб кисень з артеріальної крові міг “подолати” цей тиск та утворити оксигемоглобін, його тиск в артеріальній крові має перевищувати вказаний рівень і становити принаймні 45-60 мм. рт. ст., а це у свою чергу можливо тільки за умови, якщо парціальний тиск кисню у вдихуваному повітрі становить не менше як 70-80 мм рт. ст., а в альвеолярній крові – не менше як 55-60 мм рт. ст. У звичайних умовах парціальний тиск становить 160 мм рт. ст., а парціальний тиск в альвеолярній крові – 110 мм рт. ст., що забезпечує потрібний механізм надходження кисню до артерій і перехід його у венозну кров. З підйомом на висоту парціальний тиск поступово знижується, що може призводити до так званої висотної хвороби (табл. 5.3).

Таблиця 5.З

Залежність парціального тиску кисню від висоти над рівнем моря

Висоту повітряного середовища з урахуванням найхарактерніших реакцій організму у відповідь на нестачу кисню умовно поділяють на 5 зон:

1. Індиферентна зона (0-2 км над рівнем моря). У цій зоні за нормальних умов парціальний тиск кисню в повітрі становить не менше як 125 мм рт.ст., в альвеолярній крові – не менше як 85 мм рт. ст., що повністю забезпечує його нормальний перехід до венозної крові. Для здорових людей підйом на таку висоту не спричиняє несприятливих реакцій.

2. Зона повної компенсації (2-4 км над рівнем моря). У цій зоні парціальний тиск кисню в повітрі становить 95-100 мм рт. ст., в альвеолярній крові – 60-70 мм рт. ст. Повноцінна компенсація в здорової людини досягається в межах нормальної фізіологічної адаптації. Зберігаються добре самопочуття, нормальна працездатність. Компенсаторно може збільшуватися частота дихальних рухів та серцевих скорочень.

3. Зона неповної компенсації (4-6 км над рівнем моря). Парціальний тиск кисню в повітрі, становить 70-80 мм рт. ст., в альвеолярній крові –55-60 мм рт. ст. За таких умов уже можуть виникати маніфестні прояви висотної хвороби. Унаслідок гіпоксії спостерігаються неадекватні реакції з боку ЦНС (ейфорія), які змінюються проявами пригнічення, гальмування вищої нервової діяльності, порушується координація рухів, з’являються метеоризм та задишка. Для запобігання розвитку хвороби та її більш важким проявам потрібно додаткове вдихання кисню.

4. Критична зона (6-8 км над рівнем моря). Без вдихання додаткової кількості кисню перебування на такій висоті неможливе, оскільки парціальний тиск кисню в повітрі зменшується до 55 мм рт. ст., в альвеолярній крові – до 40 мм рт. ст. і перехід кисню до венозної крові припиняється. За таких умов (наприклад, в умовах розгерметизації літальних апаратів) дуже швидко розвивається клінічна картина важкої висотної хвороби, якій також сприяє нестача діоксиду вуглецю, і настає смерть.

5. Смертельна зона (8-10 км над рівнем моря). У цій зоні парціальний тиск кисню навіть у зовнішньому повітрі знижений до 40-45  мм рт. ст.,. що повністю виключає його наявність в артеріальній крові. Крім проявів, описаних вище, відбуваються вихід розчинних газів у кров, емболізація різних органів і тканин. Смерть настає миттєво або за лічені хвилини.

Діоксид вуглецю (СО3) – це безбарвний розчинний у воді газ, що міститься в чистому атмосферному повітрі в кількості 0,03-0,04 % та має своєрідний запах і кислуватий присмак.

Його фізіологічна роль полягає у цілеспрямованому впливі на процеси дихання. Діоксид вуглецю, або вуглекислий газ, є природним антагоністом-кисню і тому достатньо чітко регулює акт дихання.

Гігієнічне значення діоксиду вуглецю зумовлене тим, що у разі перевищення його нормативних значень (а вуглекислий газ, як правило, не справляє шкідливого впливу на організм) можна стверджувати про формування внаслідок накопичення різних антропотоксинів (індол, скатол, меркаптан та ін.), тобто газоподібних речовин, котрі є продуктами життєдіяльності людини, так званого несприятливого житлового повітря, яке шкідливо впливає на оточуючих. Отже, фактично діоксид вуглецю є важливим відносним показником ступеня чистоти повітря, де перебуває людина.

Розглядаючи гігієнічне значення азоту (N2), слід зазначити, що хоч він і входить до складу всіх білкових структур, у нормальній газовій суміші, на думку більшості дослідників, суттєвого фізіологічного значення не має (азот – від грец. “нежиттєвий”) і відіграє головним чином роль розчинника для кисню та підтримує атмосферний тиск. Тому зменшення парціального тиску азоту не спричиняє маніфестних негативних реакцій.

Проте існують дані, які свідчать про можливість безпосереднього засвоєння азоту з повітря, але такі реакції можливі лише у разі перебування людини в умовах підвищеного атмосферного тиску. За певних умов це призводить до розвитку важкого професійного захворювання – декомпресійної хвороби. Виконання деяких робіт під водою (водолазні роботи та ін.) або під землею (метробудівельні роботи та ін.) тісно пов’язане з перебуванням працівників у зоні підвищеного тиску. Так, наприклад, під час здійснення таких робіт тиск може досягати 3 ата (тобто 3 додаткових атмосфери). Під впливом підвищеного парціального тиску в подібних умовах у крові збільшується кількість розчинених газів. Зокрема, якщо за нормального тиску в 100 мл крові розчинено близько 1 л азоту, то в людини з масою тіла 70 кг після перебування протягом 1 год під тиском 3 ата вміст азоту збільшується до 3,5-4,5 л.

Більша частина розчиненого в крові азоту переходить до деяких внутрішніх органів (насамперед до жирової тканини, білої речовини мозку, трубчастих кісток, жирових складок синовіальних оболонок суглобів) і розчиняється в їх тканинах. При зменшенні тиску (за так званої декомпресії) починається зворотний процес, тобто перехід азоту з тканин до крові і виділення з повітрям, яке видихується (десатурація). Якщо в тканинах багато розчиненого азоту, а декомпресія відбувається швидко, кров не встигає рівномірно розчинювати азот і останній може накопичуватися в ній у вигляді різного розміру пухирців. Останні, залежно від локалізації, розміру, виду тканин, здатні спричиняти аероемболії, які у свою чергу призводять до аеротромбозів, порушень нормального функціонування органів та тканин і зумовлюють клінічну картину гострої або хронічної декомпресійної хвороби.

Важкість її більною мірою залежить від вихідного значення тиску повітря, з якого починалася декомпресія. При вихідному тиску до  2,5-3 ата частіше розвиваються легкі і середньої важкості форми захворювання. Їх проявами є остеоартралгія, міалгія, головний біль, дискоординація рухів, запаморочення, перманентні порушення зору та слуху. Ці симптоми (“кесонний ревматизм”, “заломай”, “меньєровський симптомокомплекс”) спостерігаються в різні проміжки часу після декомпресії (від 30 хв до 8-10 год і більше). Вони пов’язані переважно з механічним тиском мікроемболів на нервові закінчення у фасціях, м’язах, окісті, зоровому та слуховому аналізаторах.

Важка форма декомпресійної хвороби може виникнути при швидкій декомпресії, якщо вихідний тиск перевищує 3,5-4 ата. Механізм її розвитку та прояви зумовлені аероемболізацією життєво важливих органів, зокрема спинного та головного мозку. При цьому можуть виникати парези, гемі та параплегії, паралічі кишок та сечового міхура, інфаркти різних органів, нервово-психічні та інші порушення. Для хронічної декомпресійної хвороби найхарактернішим є поступовий розвиток клінічної картини деформовного остеоартрозу.

Лікування гострої декомпресійної хвороби полягає в рекомпресії, що її здійснюють у лікувальній барокамері, в якій тиск спочатку підвищують аж до розчинення емболів, а потім поступово знижують, забезпечуючи рівномірне розчинення азоту в крові та його видалення з повітрям, яке видихається. У важких випадках, крім проведення декомпресії зі швидкістю не меншою як 8-10 хв на кожну 0,1 атм, додатково призначають вдихання кисню, масаж, теплові ванни, серцеві препарати, локальне тепло, питво тощо.

Профілактичні заходи також передбачають медичний відбір працівників (не слід допускати до таких робіт осіб віком понад 45 років, із захворюваннями центральної і периферійної нервової системи, опорно-рухового апарату, нирок, серцево-судинної системи, органів зору і слуху, а також хворих на цукровий діабет з ожирінням). Обмежують тривалість праці в умовах підвищеного тиску (якщо він перевищує  3-33 ата) до 2,5 год. Температура повітря має бути не нижчою як +16 °С, при тиску 2,5 ата і вище – не нижчою як 20-25 °С. Доцільно використовувати для вдихання газові суміші, з меншим ваговим вмістом азоту, наприклад “гелюкс”, тобто суміш повітря з інертним газом гелієм.

Підвищений парціальний тиск кисню широко використовують у рецептурах щодо створення штучної атмосфери космічних, літальних та інших герметичних апаратів.

Певне гігієнічне значення має наявність в атмосферному повітрі озону (О3) – однієї з алотропних модифікацій кисню. Озон – газ із своєрідним запахом, завдяки якому шкідлива короткохвильова ділянка УФ-спектра (менше ніж 280 нм) затримується у верхніх шарах атмосфери. У невеликих кількостях озон утворюється у фізіотерапевтичних кабінетах під час роботи бактерицидних УФ-випромінювачів.

Внаслідок взаємодії з органічними речовинами озон легко розпадається, виділяючи атом кисню і, отже, надзвичайно активно окислює практично всі речовини, що забруднюють повітря. Тому саме озон вважають критерієм чистоти повітря. Ще однією галуззю застосування озону слід вважати практику організації водопостачання, де він є одним із найкращих за селективністю засобом знезараження питної води.

Інертні гази (неон, аргон, гелій та ін.) знаходяться в атмосферному повітрі у незначній кількості і суттєвого значення для людини не мають.

Постійне співвідношення основних складових чистого атмосферного повітря доволі часто порушується внаслідок антропогенного впливу. Причому ступінь антропогенного втручання зростає рік у рік і створює цілком реальну загрозу існуванню життя на планеті.

Таке становище викликає нагальну потребу у вивченні впливу денатурованого природного середовища на здоров’я людини і населення в цілому, а також у розробці засобів санітарної охорони навколишнього середовища.

Вивчення впливу чинників денатурованого природного середовища і, зокрема, забрудненого атмосферного повітря на здоров’я людини передбачає:

· дослідження та пошук інформації про якісні та кількісні показники забруднення навколишнього природного середовища в різних регіонах або мікрорайонах населеного пункту;

· вибір зон спостережень та контингентів осіб, які досліджуватимуться:

· формування груп серед осіб, що були вибрані для вивчення стану здоров’я;

· вибір показників стану здоров’я населення та методів їх вивчення;

· організацію спостережень за рівнем забруднення атмосферного повітря та інших компонентів біосфери, зокрема води, ґрунту, харчових продуктів;

· санітарно-гігієнічну оцінку зон спостережень, що були вибрані;

· вивчення стану здоров’я контингентів осіб, які були вибрані;

· статистичну обробку одержаних матеріалів;

· аналіз отриманих результатів та пошук кореляційних зв’язків показників стану здоров’я з рівнем забруднення навколишнього середовища;

· розробку, наукове обґрунтування та впровадження заходів щодо збереження і зміцнення здоров’я населення й оздоровлення навколишнього середовища.

Серед провідних заходів з охорони атмосферного повітря слід виділити технологічні (заміна шкідливих речовин на нешкідливі, герметизація виробничих процесів, раціоналізація процесів спалювання та ін.), санітарно-технічні (санітарне очищення відходів), архітектурно-планувальні (функціональне зонування території та озеленення населених місць, організація санітарно-захисних зон) та адміністративно-законодавчі (розробка державних стандартів для атмосферного повітря, сировини і готової продукції та контроль за їх виконанням) заходи.

У сучасній гігієні та медичній біокліматології під погодою розуміють сукупність фізичних властивостей навколоземного шару атмосфери, зумовлену взаємопов’язаними процесами в атмосфері, на земній поверхні і в космічному просторі, у відносно короткий відрізок часу.

Погодні умови та їх мінливість визначаються особливостями переміщення повітряних мас: теплих, холодних і нейтральних, які можуть охоплювати простір у сотні тисяч кілометрів. Слід підкреслити, що одна з них може немовби “витиснути” іншу, утворюючи при цьому зону атмосферного фронту. Свою назву (теплий, холодний) фронт погоди одержує за температурними та іншими метеорологічними характеристиками повітряної маси, яка надходить і “витискує” попередню. Унаслідок взаємодії (накладання) двох різних фронтів формується так званий фронт оклюзії.

У географічних широтах розташування території України середня періодичність зміни повітряних мас, а також проходження фронту погоди, як правило становить 6-7 днів. Розрізняють два головних типи повітряних мас (баричних утворень) – циклонічний та антициклонічний.

Циклон являє собою зону атмосферного збудження зі зниженим (мінімальним у центрі) тиском повітря. Погода в циклоні дуже нестійка, з великими міждобовими і внутрішньодобовими перепадами тиску, підвищеною вологістю, опадами, зниженням вагового вмісту кисню. Циклони можуть набувати руйнівної сили (тайфуни, цунамі, смерчі). Натомість антициклон характеризується наявністю зони підвищеного (максимального в центрі) атмосферного тиску. Як правило, антициклон супроводжує стійка, ясна або малохмарна погода з невеликими перепадами температури й тиску.

Значний і ще не всебічно вивчений вплив на біосферу Землі (в тому числі на погодні умови і безпосередньо на людину) справляє сонячна активність і пов’язане з нею магнітне поле Землі. Встановлено, що активні спалахові зони на Сонці спричиняють геомагнітні збудження та бурі. Найбільш вагомим показником сонячної активності вважають кількість плям на Сонці, що оцінюються за індексом Вольфа (за прізвищем швейцарського астронома, який першим розпочав у другій половині XVIII ст. регулярні спостереження за цими плямами і виявив 11–12-річну циклічність інтенсивності їх утворення). Крім цього індексу, під час оцінки сонячної активності враховують сумарну площу плям, кількість і потужність хромосферних спалахів, інтенсивність радіовипромінювання Сонця тощо.

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 чинники рівень сонячної радіації, характеристики ландшафту, особливості циркуляції повітряних мас та антропогенні забруднення атмосферного повітря, знищення лісів, утворення штучних водоймищ, меліорація, іригація). 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), синоптичні елементи (хмарність, опади) та хімічний склад навколоземного шару атмосфери (концентрація О2, СОз, атмосферних забруднювачів тощо).

Для систематизації та оцінки різноманітності можливих поєднань погодоформуючих елементів у медицині застосовують переважно спеціальні прикладні класифікації погоди. Так, за класифікацією, що запропонував Г. П. Федоров (1956), виділяють три типи погоди: оптимальна, подразнювальна та гостра (табл. 5.4). До оптимальної належить помірно волога, або суха, маловітряна, переважно сонячна погода, з незначними міждобовими перепадами температури та атмосферного тиску. Подразнювальний і особливо гострий типи погоди відрізняються більш вираженим перепадом значень метеорологічних показників, високою вологістю та швидкістю вітру.

Таблиця 5.4

Медична класифікація погоди за Г. П. Федоровим (1956)

За класифікацією І.І. Григор’єва (1974) розрізняють 4 медичних типи погоди: дуже сприятливу, сприятливу, погоду, що потребує посиленого медичного контролю, та погоду, що потребує суворого медичного контролю (табл. 5.5).

Таблиця 5.5

Медична класифікація погоди за І.І. Григор’євим (1974)

Таблиця 5.6

Медична класифікація погоди
за В. Ф. Овчаровою та співавторами (1974)

У класифікації В. Ф. Овчарової та співавторів (1974) виділено 7 типів погоди залежно від того, який ефект спричиняє в організмі людини та чи інша синоптична ситуація – тонізуючий, гіпотензивний, гіпоксичний або спастичний (табл. 5.6).

Останніми роками І.І. Нікбергом (1986) запропоновано орієнтовну схему медичної оцінки погоди, яка враховує майже 30 характеристик, що формують погоду: метеорологічні, геліофізичні, геофізичні, синоптичні тощо (табл. 5.7).

Реакція людини на погоду тісно пов’язана з однією із загальних закономірностей процесів, що відбуваються у природі, а саме їх періодичністю (біоритмічністю). Багато біологічних ритмів збігаються з ритмами процесів у навколишньому середовищі – обертанням Землі навколо Сонця (24 год), обертанням Сонця навколо своєї осі (27 діб), синодичним періодом Місяця (27-29 діб), зміною фаз Місяця (7 діб), зміною знаку – міжпланетного магнітного поля (7 діб), циклами і фазами сонячної активності (2-3 роки, 11 років) та ін.

На зв’язок здоров’я людини з порами року звертали увагу ще видатні лікарі далекого минулого – Гіппократ, Парацельс, Авіценна та ін. Відомо, що хвороби мають хвилеподібний перебіг. Зокрема, впливу сезонного чинника підвладний перебіг таких захворювань, як виразкова хвороба шлунка, бронхіальна астма, цукровий діабет, ревматизм, шкірні та нервово-психічні хвороби. Доведено, що в перехідні періоди року збільшуються частота загострень серцево-судинних захворювань, кількість інфарктів міокарда та гіпертонічних кризів. Зокрема, за даними багаторічних спостережень, що були проведені в Києві, найвищу частоту загострень ішемічної хвороби серця зареєстровано в березні-квітні та листопаді-грудні.

До сезонних змін погоди, зумовлених кліматом даної місцевості, люди, які постійно там проживають, у більшості випадків адаптовані Інша річ, коли відбуваються так звані аперіодичні різкі зміни (коливання) атмосферного тиску, температури, сонячної та геомагнітної активності. Саме вони і є головною причиною несприятливих хворобливих реакцій людини: на погоду і виникнення так званих геліометеопатолопчних реакцій.

Геліометеопатологічні реакції (ГМПР) – це сукупність несприятливих для здоров’я і працездатності людини об’єктивних та суб’єктивних змін, які виникають в організмі внаслідок впливу окремих погодних (космічних, геофізичних, метеорологічних, синоптичних) чинників або їх комплексу. Прояви ГМПР різноманітні і залежать від віку, стану організму, наявності хронічного захворювання та його характеру, а також деяких інших внутрішніх та зовнішніх чинників. Залежно від цього ГМПР проявляються головним болем, підвищенням (або зниженням) артеріального тиску, болем у суглобах та у серці, порушеннями серцевого ритму, сну, дратівливістю, погіршенням настрою, зниженням працездатності тощо.

Розрізняють три ступені важкості ГМПР:

· легкий (скарги переважно загального характеру – порушення сну, зниження працездатності, легке нездужання, біль у суглобах, нерізко виражені, психоемоційні реакції);

· середньої важкості (загальне нездужання, коливання артеріального тиску, посилення симптомів, характерних для основного хронічного захворювання);

· важкий  ступінь перебігу метеопатологічних реакцій(гострі порушення мозкового кровообігу, гіпертонічні кризи, загострення ішемічної хвороби серця, напади бронхіальної астми тощо).

Хоча у розумінні механізму зв’язку самопочуття людини з погодою ще достатньо білих плям, сам факт його наявності, зокрема у питаннях виникнення та перебігу різних захворювань, незаперечний. Особливо значним він є при захворюваннях серцево-судинної системи та органів дихання. У дні з несприятливою погодою (проходження погодного фронту, різкі перепади тиску та температури, геомагнітні бурі тощо) вірогідно збільшується кількість гіпертонічних кризів, інфарктів міокарда, мозкових інсультів, випадків раптової смерті осіб із захворюваннями серцево-судинної системи.

Накопичено також безсумнівні дані про вплив сонячної активності на поширеність хвороб органів кровообігу. Вони свідчать про те, що кількість загострень серцево-судинних захворювань та їх наслідки перебувають у просторово-часовому зв’язку з такими явищами, як хромосферні спалахи на Сонці, проходження активноспалахових ділянок через центральний меридіан Сонця, геомагнітні бурі, інші прояви геліогеомагнітної активності.

Великий інтерес для визначення ступеня впливу сонячної активності на виникнення і перебіг серцево-судинних захворювань становить синхронне порівняння показників, що досліджуються у різних віддалених один від одного населених пунктах. Оскільки сонячні впливи мають планетарний характер, можна припустити, що вони повинні реєструватись одночасно в різних населених пунктах земної кулі. Це припущення підтвердили результати аналізу добової частоти інфаркту міокарда в Києві, Санкт-Петербурзі та Караганді. Аналіз засвідчив, що з 68 днів, коли в усіх трьох містах частота інфаркту міокарда була в 1,5-2 рази вища за середньорічний рівень, 61 день (89,6 %) характеризувався підвищеною сонячною активністю.

Більш як 60 % осіб, хворих на хронічні неспецифічні захворювання легенів, також є метеочутливими. Серед хворих на хронічний обструктивний бронхіт така чутливість досягає 72 %. Дуже чутливі до погодних впливів хворі на бронхіальну астму. Це захворювання особливо поширене в регіонах з високою вологістю, яка поєднується з високою або низькою температурою повітря, частими контрастними змінами погоди. За таких погодних умов астматичні напади виникають значно частіше і мають значно важчий перебіг.

Добре відома підвищена чутливість до змін погоди хворих на ревматичні захворювання. Не випадково багатьох із них називають “живими барометрами”. Ревматичний біль у суглобах, що супроводжує зміни погоди є одним із класичних прикладів метеотропної реакції. При ревматизмі (як і при деяких інших захворюваннях) спостерігається чіткий сезонний ритм перебігу хвороби. У помірному кліматі України частота загострень збільшується найчастіше ранньою весною та в осінньо-зимові місяці, тобто в період, коли панують несприятливі, контрастні погодні умови.

Є численні дані про зв’язок з погодними умовами захворювань шлунково-кишкового тракту, нирок та сечовивідних шляхів. Пора року і погодні умови впливають на виникнення та перебіг численних хвороб нервової системи та органів чуття, психічних захворювань, хвороб шкіри тощо. Кількість дорожньо-транспортних пригод також пов’язана з геліогеофізичною активністю.

Характеризуючи вплив погоди на здоров’я людини, слід пам’ятати, що він може бути не лише прямим, але й опосередкованим. Так, хмарна погода знижує інтенсивність біологічно активної УФ-радіації. За стійкої маловітряної антициклонічної погоди і так званої температурної інверсії (зниження температури навколоземних шарів атмосферного повітря внаслідок вертикальних потоків холодного повітря) викиди промислових підприємств та автотранспорту погано розсіюються і немовби “притискуються” до поверхні Землі, внаслідок чого різко зростає концентрація токсичних речовин, яка досягає небезпечних рівнів. З погодою пов’язане і таке шкідливе для здоров’я явище, як смог, що інколи спостерігається в містах з інтенсивним рухом автотранспорту.

Отже, незаперечна наявність тісного зв’язку перебігу різних захворювань з погодними умовами підкреслює необхідність проведення відповідних лікувально-профілактичних заходів, які спрямовані на підвищення адаптаційних можливостей людини, її загальної стійкості до несприятливих впливів навколишнього середовища, та полягають у дотриманні загально-гігієнічних рекомендацій у повсякденному житті і трудовій діяльності (раціональне харчування, рухова активність, загартовування, активний відпочинок, перебування на свіжому повітрі, відмова від паління та вживання алкоголю, нормалізація сну тощо). Слід наголосити, що додержання правил особистої гігієни також є неодмінною умовою підтримання доброго самопочуття і підвищення стійкості до несприятливої погоди.

Для підвищення метеостійкості і запобігання загостренням захворювань рекомендується проводити невідкладну, або оперативну, та сезонну, або курсову, профілактику. Невідкладну профілактику здій-снюють напередодні (за 1-2 дні) несприятливої погоди, в період її погіршення, а також протягом 2-3 днів після стабілізації погоди. Сезонну профілактику метеочутливим людям проводять протягом 2-4 тижнів у найнебезпечніші за погодними умовами періоди року і безпосередньо перед ними (табл. 5.8).

Таблиця 5.8

Періоди проведення сезонної профілактики серцево-судинних захворювань у різних регіонах України за В. Г. Бардовим (1985)

Такими періодами, наприклад для осіб з ішемічною хворобою серця і гіпертонічною хворобою, в кліматичних умовах Центральної України є відповідно лютий - квітень і листопад-грудень; у Прикарпатті – січень -березень, травень, листопад-грудень (В. Г. Бардов, 1985). Однак знову слід наголосити, що конкретну схему курсу лікування, лікарські препарати, їх дози, інші призначення та рекомендації визначає лікар з урахуванням індивідуальних особливостей перебігу основного захворювання, характеру праці і побутових умов, а також ступеня чутливості пацієнта до погоди.

Під кліматом розуміють стійку сукупність погодних умов, характерних для даної місцевості, в різні пори року, що встановлена за даними. багаторічних спостережень.

Гігієнічне значення клімату дуже велике. Саме клімат визначає можливості щодо проектування і будівництва громадських та промислових будівель, рекомендації з питань забезпечення раціонального харчування, одягу, взуття, режиму праці населення, навчання та виховання підростаючого покоління, запобігання виникненню та загостренню різних захворювань.

На відміну від погоди, яку характеризують метеорологічні, синоптичні та геліогеофізичні показники, що реєструють протягом короткого проміжку часу, для визначення кліматичних особливостей місцевості, необхідно знати показники, які відображають довгострокові процеси в навколишньому природному середовищі. Такими показниками є абсолютні мінімальні, абсолютні максимальні, середньорічні, середньомісячні та інші критеріальні показники основних метеорологічних чинників.

Головним критерієм, що характеризує клімат, є середньорічна температура повітря. Крім того, для вирішення практичних питань теплозахисту необхідно знати середню температуру найхолоднішого (січень) і найтеплішого (липень) місяців, річні зміни температури, амплітуду її коливань та ін. Дуже важливими показниками є також вологість, кількість опадів, атмосферний тиск, переважні напрямки і швидкість руху повітря, світловий клімат, глибина промерзання ґрунту тощо. Для кожної кліматичної зони характерні певні параметри та особливості річних коливань вищезгаданих показників.

Найважливішим чинником що утворює клімат, є географічне положення, передусім тому, що саме від нього залежить кут нахилу земної поверхні до сонячних променів і кількість тепла, що надходить.

Окрім географічного положення, такими чинниками вважають висоту над рівнем моря, тип поверхні (вода, суша), близькість до морів та. океанів, а також ландшафтні умови.

Розрізняють 7 основних кліматичних поясів: тропічний (0-13° географічної широти, середньорічна температура – 20-24 °С), жаркий (відповідно 13-26° і 16-20 °С), теплий (26-39° і. 12-16°С), помірний (39-52° і 8-12 °С), холодний (52-65° і 4-8 °С), суворий (65-78° і 0°-4 °С), полярний (78-90° і - 4 і більше °С).

Разом з тим, залежно від рельєфу місцевості, висоти над рівнем моря і розташування водної поверхні прийнято виділяти такі види клімату: різкоконтинентальний (великий перепад температури повітря від сезону до сезону, помірна вологість), помірно континентальний (незначні зміни температури повітря від сезону до сезону, помірна вологість), морський (незначні зміни температури протягом року, велика вологість), високогірний (температурні характеристики різноманітні відповідно до географічного положення, головна особливість – знижений тиск) та клімат пустель (сухий, можливі значні зміни температури).

Згідно з медичною класифікацією розрізняють щадний та подразнювальний типи клімату. Якщо щадний характеризується мінімальним навантаженням на систему терморегуляції організму і, отже, оптимальними умовами для успішного перебігу адаптаційного процесу, подразнювальний у свою чергу зумовлює досить суттєве навантаження на стан терморегуляційних систем організму і характеризується вираженими зрушеннями з боку адаптаційно-компенсаційних механізмів, що забезпечують гомеостаз організму.

Враховуючи те, що практично все життя людини є процесом постійного та активного пристосування до умов навколишнього середовища, які постійно змінюються, велике значення набуває можливість організму адаптуватися до нових кліматичних умов, тобто процес, що отримав назву “акліматизація”.

Акліматизація являє собою надзвичайно складний соціально-біологічний процес, що зумовлений ходом еволюційного розвитку і передбачає реалізацію цілої сукупності фізіологічних реакцій, які спрямовані на пристосування до нових умов перебування. Причому на характер та особливості перебігу процесів акліматизації впливають численні чинники, серед яких передусім слід назвати гігієнічні, економічні та соціально-психологічні. Акліматизація характеризується наявністю певних фаз: початкової, перебудови динамічного стереотипу та стійкої акліматизації.

Початковій фазі, або, як її ще називають, фазі орієнтації, властиві поява перших орієнтаційних рефлексів та загальна загальмованість ЦНС.

Фаза перебудови динамічного стереотипу, або фаза екзальтації, може відбуватися за двома типами. Перший тип характеризується сприятливим: перебігом та поступовим переходом у третю фазу акліматизаційного процесу При другому типі спостерігаються виражені дизадаптаційні метеоневрози, метеорологічні артралгії, цефалгії, міалгії, невралгії, загострення хронічних захворювань. Однак, якщо вжито ефективні лікувально-профілактичні та гігієнічні заходи, такий тип може перейти в 3-тю фазу. Водночас, якщо перебіг процесу є дуже несприятливим, такого переходу не спостерігається, патологічні прояви посилюються, акліматизація не відбувається.

Фаза стійкої акліматизації, або фаза вирівнювання (нормалізації), характеризується стабільністю обмінних процесів, відсутністю розладів харчування, нормальною працездатністю, звичайним рівнем і характером захворюваності, нормальною народжуваністю, добрим фізичним станом, належним розвитком дітей і підлітків.

Отже, акліматизація – це процес активного пристосування. ЩобАби вона була успішною, необхідно вжити комплекс певних заходів. Велике значення надається вихідному стану здоров’я та типу нервової системи. Неабияку роль відіграють загартовування, індивідуальне тренування, переїзди до іншої кліматичної зони у перехідні періоди, що характеризуються відсутністю різких відмінностей кліматичних та погодних умов. Але найбільш вагоме значення мають гігієнічні заходи, що сприяють активній акліматизації. Так, різний світловий клімат на Півночі і Півдні визначає необхідність корекції УФ-опромінення. На Півночі слід застосовувати джерела освітлення, близькі за спектром до звичайного світла, вводити режим штучного освітлення в період полярної ночі. Разом з тим на Півдні необхідно ослаблювати надмірне УФ-опромінення, що дозволяє уникати канцерогенного ефекту, запобігати тепловим та сонячним ударам.

На Півночі енергетична цінність харчування має компенсувати енерговитрати, завищені на 15-25 %, воно має бути раціональним за складом, беручи до уваги спосіб життя в цій місцевості і, отже, вміщувати не менше як 14 % білків, переважно тваринного походження, та не менше як 30 % жирів. Особливого значення набуває додаткова вітамінізація їжі.

Одяг у північних районах має запобігати тепловтратам, зокрема радіаційним, тому він повинен бути малотеплопровідним, сухим (вологість збільшує теплопровідність) та вітрозахисним. Водночас на Півдні одяг повинен сприяти втраті тепла передусім шляхом випаровування. Взуття на Півночі має бути на 2-3 розміри більшим, щоб надягти додаткові шкарпетки, панчохи.

Таким чином, для вирішення низки питань профілактичного змісту у своїй практичній діяльності лікар повинен знати кліматичні та погодні умови місцевості. Дані про них можна отримати в закладах гідрометеослужби.

Комітет з гідрометеорології і контролю навколишнього природного середовища об’єднує метеостанції, метеопости, обсерваторії, науково-дослідні заклади, спеціальні кораблі та експедиції, які проводять регулярні метеоспостереження (1 раз на 3 год), дані про які фіксують у спеціальних журналах.

Аналіз провідних погодно- та кліматохарактеризуючих показників дозволяє лікареві визначити кліматичну зону, виявити основні несприятливі кліматичні та погодні чинники, обґрунтувати конкретні рекомендації щодо житлового будівництва (теплозахист, розміщення, гідроізоляція, набір і площа приміщень та ін.), а також стосовно організації раціонального харчування, профілактики світлового голодування, вибору оптимального взуття та одягу, профілактики різних захворювань.

Питання для самоконтролю

1. Що таке сонячна радіація?

2. Яка циклічність властива процесам сонячної радіації?

3. Від чого залежить біологічна дія сонячної радіації?

4. Яке фізіологічне та гігієнічне значення атмосферного повітря?

5. На які зони поділяють повітряне середовище з урахуванням реакції організму на нестачу кисню?

6. Що таке циклон?

7. Що відносять до чинників, які формують погоду?

8. Що таке геліометеопатологічні реакції (ГМПР)?

9. Що є головним критерієм клімату?

10. Які існують чинники клімату?