ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

Геомагнитные факторы и их воздействие на организм человека

ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

К космическим факторам обычно относят те, которые оказывают влияние на организм человека из Вселенной.

Наиболее значительными из них являются космические лучи, солнечная активность и межпланетное магнитное поле.

Так как эти факторы действуют на человека в основном через изменение электрического и магнитного полей Земли, в современной экологии целесообразно их рассматривать как гелиогеофизические.

Космические лучи – это галактические частицы, состоящие из протонов, электронов, ядер гелия, водорода и некоторых более тяжелых элементов и достигающие Земли со скоростью, близкой к скорости света. Эта скорость многократно возрастает в периоды солнечной активности. Космические лучи вызывают ионизацию атмосферы и формирование аэронов.

Уровень космического излучения на поверхности Земли зависит от высоты местности и ее геомагнитной широты. Влияние космических лучей на организмы изучено сравнительно мало. Это обусловлено главным образом тем, что они действуют в комплексе. Существует гипотеза о возможном появлении в них фактора, меняющего свойства биологических систем (Гора Е.П., 1999).

Однако известно, что с космическими излучениями сопряжена чувствительность к свету.

Самым мощным источником различных форм энергии, оказывающих влияние на Землю, является Солнце. Солнечной активностью называют комплекс явлений, происходящих в атмосфере Солнца.

Внутри Солнца происходят термоядерные реакции, в результате которых возникают электромагнитные излучения широкого диапазона.

Время от времени на его поверхности появляются очаги повышенной активности в виде пятен и протуберанцев.

Инфракрасные лучи. Инфракрасные (ИК) лучи были открыты Гершелем в 1800 г. Они имеют длину волны от 760 до 3000 нм, причем более длинные задерживаются атмосферой. Инфракрасные лучи, согревая почву, воздух, создают тепловой баланс и возможность жизни на Земле.

Действуя на организм человека, они оказывают тепловой эффект, ускоряют ферментативные и иммунобиологические реакции, рост клеток и регенерацию тканей.

Длинные ИК-лучи задерживаются главным образом в эпидермисе кожи и вызывают нагревание ее поверхности, раздражают рецепторы (жжение). Инфракрасная эритема образуется за счет расширения капилляров кожи, не имеет четких границ (разлитая).

Короткие ИК-лучи обладают наибольшим биологическим эффектом, они проникают на глубину 2,5-4 см, вызывают глубокое прогревание, ускоряют биохимические, ферментативные и иммунные реакции, рост клеток и регенерацию тканей, усиливают ток крови, увеличивают температуру крови и лимфы.

Видимые лучи. Видимые лучи Солнца имеют длину волны от 380 до 760 нм. Они создают наибольшую величину освещенности, несмотря на то что часть их рассеивается при отражении. Световой луч составляет спектр цветов, каждый из которых имеет свою длину волны.

Ультрафиолетовые лучи. Ультрафиолетовые лучи впервые открыл Риттер в 1801 г. В зависимости от длины волны ультрафиолетовое излучение (УФ) делят на ближний диапазон (200-400 нм) и дальний, или вакуумный, – с длиной волн 10-200 нм.

В естественных условиях основным источником УФ-излучения является Солнце, в спектре которого до поверхности Земли доходят только волны ближнего диапазона, что связано с поглощением волн дальнего диапазона озоном и кислородом в атмосфере.

Условно весь ультрафиолетовый спектр, достигающий поверхности планеты, делят на три облает: 1) А – 400 – 320 нм (преимущественно эритемное и загарное действие); 2) В – 320-280 им (преимущественно антирахитическое действие);

3) С – 280-200 нм (преимущественно бактерицидное действие).

Можно с уверенностью сказать, что УФ-излучения, воздействуя на организм человека через кожный покров, нервно-гуморальные пути, при умеренных воздействиях оказывает благотворное влияние.

Суммируя действие УФ-лучей, можно выделить их основные биологические эффекты воздействия.
1. Бактерицидное действие. Под влиянием прямого действия солнечного луча гибнут многие микроорганизмы, бактерии и вирусы.
2. Загарное действие.

УФ-излучения связано с образованием пигмента меланина. Под влиянием кванта солнечной энергии с длиной волны от 280 до 400 нм тирозин превращается в меланин.
3. Эритемное действие.

В случаях слабой пигментации УФ-радиа-ция нарушает структуру нуклеиновых кислот и вызывает гибель клеток покровного эпителия с последующим образованием эритемы или ожога различных степеней.
4. Образование витамина D.

Фотохимическая реакция осуществляется путем превращения провитамина в витамин D3, участвующий в фосфорно-кальциевом обмене.
5. В небольших количествах способствует репарации и регенерации поврежденнойткани.
6.

Умеренные УФ-облучения повышают иммунобиологическую реактивность кожи и крови (происходит увеличение глобулиновой фракции крови и фагоцитарной активности лейкоцитов, увеличение количества эритроцитов и гемоглобина).
7.

Характерно повышение тонуса центральной нервной системы и стимулирующее влияние на симпатическую нервную систему с последующей регуляцией холестеринового обмена.
8 Изменение активности эндокринной системы: стимулирующее действие на симпатоадреналовую систему (увеличение адреналинопо-добных веществ и сахара крови), угнетение функции поджелудочной железы..

Наряду с положительным биологическим воздействием на организм УФ-лучей следует отметить и отрицательные стороны облучения В первую очередь это относится к последствиям бесконтрольного загорания: ожоги, пигментные пятна, повреждение глаз. Особого рассмотрения заслуживает бластомогенное действие УФ-радиации, приводящее к развитию рака кожи. К бластомогенным относятся УФ-лучи с длиной волны 290-330 нм, 301-303 нм особенно. Чаще рак кожи развивается у людей со светлой кожей.

Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 123 | Нарушение авторских прав

lektsii.net – Лекции.Нет – 2014-2020 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав

Источник: https://lektsii.net/2-31205.html

Могут ли геомагнитные возмущения быть причиной головной боли

ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

Вспышки на Солнце и вызванные ими магнитные бури могут выводить из строя спутники и провоцировать энергетические аварии на Земле.

Но правы ли те, кто списывает на геомагнитные возмущения приступы головной боли или повышение артериального давления? Редакция N + 1 в честь 160-летия самой мощной в истории магнитной бури — «события Кэррингтона» — решила разобраться, что думают ученые о влиянии Солнца на здоровье человека.

NASA

«Уровень угрозы растет»

В российских СМИ, в том числе вполне серьезных и даже прибегающих к помощи экспертов с научными званиями, часто можно встретить рекомендации на тему о том, как себя вести, если синоптики предупреждают о предстоящей геомагнитной буре.

«…В тяжелые дни лучше ограничить физическую нагрузку, избегать нарушений режима сна, командировок с длительными перелетами. Желательно чаще находиться на свежем воздухе, употреблять достаточное количество жидкости, овощей и фруктов.

Важно измерять артериальное давление, вовремя принимать лекарства. Пожилым людям крепкие алкогольные напитки лучше исключить вообще.

Но если здоровье позволяет, можно выпить бокал натурального красного вина», — консультирует серьезную газету доктор медицинских наук.

«Предполагается несколько эффектов воздействия возмущений магнитного поля, возникающих из-за вспышек на Солнце: это повышение артериального давления, снижение работоспособности, головные боли, повышение тревожности и обострения хронических заболеваний, в том числе и аллергии», — говорит новостному агентству член-корреспондент РАН.

«Не только метеозависимых, но даже и здоровых людей в начале сентября… ждут мигрени, снижение концентрации внимания и перепады настроения. Многие будут жаловаться на усталость, раздражаться без причины.

Возможны приступы озноба. Всему виной магнитная буря с 31 августа на 2 сентября…, пик которой придется на 1 сентября. Она станет мощнейшей за последнее время.

Причем уровень угрозы только растет», — пишет еще одно издание.

Что стоит за этими серьезными предупреждениями и рекомендациями? Для того чтобы это понять, необходимо разобраться, что такое геомагнитная буря, каков ее механизм и каким может быть ее воздействие на здоровье человека.

Бури на Солнце

Первый признак непостоянства Солнца — солнечные пятна — люди обнаружили достаточно давно. Существуют данные, что их наблюдали еще в первом тысячелетии до нашей эры. Однако то, что их появление и исчезновение подчиняется 11-летнему циклу, стало понятно только в середине XVIII века. Циклы отсчитываются с 1749 года, и сейчас Солнце находится на пороге нового, 25-го цикла.

Циклы солнечной активности, фиксируемые приборами с середины XVIII века

Wikimedia Commons

Пятна — это лишь одно из проявлений солнечной активности. В зоне солнечных пятен (специалисты называют их активными областями) могут происходить рентгеновские вспышки, возникающие в активных областях в результате «коротких замыканий» в замагниченной солнечной плазме.

Часто такие вспышки сопровождаются корональными выбросами массы, при которых миллиарды тонн плазмы покидают Солнце и улетают в космос со скоростью около 1 тысячи километров в секунду.

Если выброс попадет в Землю, от удара облака заряженных частиц верхние слои атмосферы начинают светиться (мы называем это полярным сиянием), а земное магнитное поле начинает колебаться — это и есть геомагнитные возмущения, или магнитные бури.

Корональному выбросу нужно примерно два-три дня, чтобы добраться до Земли, поэтому магнитную бурю можно прогнозировать через три дня после вспышки. Однако расписание магнитных бурь на месяц вперед, которые иногда публикуют в прессе, как правило, — чистое шарлатанство. (Лучше следить за космической погодой у нас на сайте.)

Магнитные бури могут быть вызваны воздействием корональных дыр— так называют зоны с «разомкнутым» магнитным полем, где плазме легче покинуть пределы звезды.

Поэтому из этих «дыр» исходит поток высокоскоростного солнечного ветра — со скоростью примерно 600 километров в секунду, примерно вдвое больше, чем у обычного солнечного ветра.

Если Земля попадает в эту струю, она может привести к геомагнитным возмущениям, правда не слишком сильным.

Наиболее серьезную угрозу вспышки на Солнце несут космическим аппаратам — их электронику могут вывести из строя протоны и электроны высоких энергий, оказавшиеся в окрестностях Земли в результате корональных выбросов.

Кроме того, в периоды высокой солнечной активности земная атмосфера «вспухает», космические аппараты быстрее теряют высоту и могут сойти с орбиты раньше запланированного — именно это случилось с советской орбитальной станцией «Салют-7».

Во времена, когда люди активно пользовались коротковолновым радиодиапазоном, от солнечной активности в большой степени зависела радиосвязь.

Во время магнитных бурь менялось состояние ионосферы — огромного «зеркала», которым коротковолновики пользовались для связи с радиостанциями на других континентах, — и связь иногда становилась невозможной.

Сейчас, когда связь «ушла» в кабели, эта проблема менее актуальна.

Колебания напряженности магнитного поля (синяя линия), записанная геомагнитной станцией в Эскдейлмьюире (Шотландия) во время магнитной бури 6 апреля 2000 года, и индуцированные ею электрические токи (красная линия), измеренные на трех шотландских электрораспределительных станциях

BGS (NERC)

Однако колебания магнитного поля могут влиять на электрическую инфраструктуру. Магнитное поле Земли измеряется в миллиардных долях теслы (магниты медицинских томографов, например, «выдают» 1,5-3 теслы).

Геомагнитные возмущения выражаются в том, что земное поле меняется с амплитудой в десятки нанотесл в минуту. Переменное магнитное поле наводит электрические токи во всех металлических предметах, и здесь все сильно зависит от свойств этих предметов.

Если он достаточно длинный — будь то мост, трубопровод, линия электропередач, — то наведенные токи могут быть весьма существенными.

Впервые с такой ситуацией человечество столкнулось в конце августа — начале сентября 1859 года, то есть ровно 160 лет назад, когда произошла самая сильная геомагнитная буря, которую регистрировали приборы.

Тогда британские астрономы-любители Ричард Кэррингтон и Ричард Ходжсон зафиксировали на Солнце крупную вспышку.

На Земле из-за этой вспышки временно стало гораздо светлее, а северное сияние можно было увидеть даже на широте Кубы.

Результаты наблюдений Ричарда Кэррингтона за пятнами на Солнце 1 сентября 1859 года

Richard Carrington / Wikimedia Commons

Тогда это событие не принесло существенных потерь, если не считать того, что на несколько дней перестал работать телеграф.

Сейчас «событие Кэррингтона» (так именуют эту бурю) имело бы колоссальные последствия — ведь сегодня наш мир гораздо сильнее зависит от электричества, чем в середине позапрошлого века.

По расчетам Национальной академии наук США, аналогичная геомагнитная буря в одних только Штатах нанесла бы ущерб высокотехнологичной инфраструктуре на три триллиона долларов.

К счастью, пока нам везет: 23 июля 2012 года на Солнце произошла вспышка, аналогичная по мощности кэррингтоновской, но она была направлена в сторону от нас.

Тем не менее, в марте 1989 года вспышка на Солнце, сопоставимая по мощности с одновременным взрывом тысяч нейтронных бомб и сопровождавшаяся выбросом солнечной плазмы, не только нарушила вещание радиостанции «Свободная Европа» на СССР (люди, несведущие в астрономии, увидели в этом руку Кремля), но и спровоцировала блэкаут в масштабе целой канадской провинции Квебек.

Политическая гелиобиология

А что же состояние здоровья людей? Как на нем сказываются возмущения геомагнитного поля (если сказываются)? Может, они влияют на какие-то процессы в организме, которые, как и телеграф, связаны с электричеством — то есть на мышечные сокращения и нервные импульсы? Способны ли они влиять на ход «неэлектрических» событий в живом? Ответы на эти вопросы пытается получить гелиобиология.

Чувствительность к геомагнитным бурям — во многом отечественный «бренд». Практически все, кто изучает влияние солнечной активности на живые организмы, упоминают заслуги Александра Чижевского (работал в первой половине XX века) и говорят, что он был основоположником гелиобиологии.

Подавляющее большинство статей, которые удается найти с помощью Pubmed и Google Scholar, написаны российскими учеными, а иностранцы в целом довольно редко поднимают тему «магниточувствительности» (здесь имеется в виду именно зависимость от геомагнитной обстановки) и порой рассматривают ее в негативном ключе.

Такой скептицизм вполне обоснован, ведь ученые — современники Чижевского сомневались в научности и достоверности полученных им выводов.

Среди тех, кто отрицал его заслуги, были такие видные фигуры, как физик Абрам Иоффе и биолог Борис Завадовский.

Их заявления о деятельности Чижевского послужили одной из причин, почему того сняли с должности директора центральной лаборатории по ионификации, а позднее и репрессировали.

Учитывая, что дело происходило в конце 1930-х годов, можно предположить, что критика в адрес Чижевского имела и политическую составляющую.

Тем не менее, два независимых в научном плане академика назвали безграмотным человека, который обосновывал наличие связи между солнечной активностью, с одной стороны, и жизнедеятельностью бактерий, растений и животных и даже социально-политическими событиями, с другой.

Закономерности Чижевский выводил на основе внешнего сходства показателей солнечной активности и биологических либо социальных событий в заданное время, без должной статистической обработки.

А «М-лучи», которые якобы открыл Александр Чижевский (по его описанию, они исходят от Солнца и заметно повышают человеческую смертность), сейчас не упоминаются ни в одном приличном источнике, и совершенно непонятно, что это такое.

Поиск корреляций

Но и в наше время гелиобиологические исследования продолжаются. Статьи о них выходят в рецензируемых журналах (пускай зачастую и не самых престижных), так что просто отмахнуться от этой науки не получится.

Чаще всего в работах о влиянии геомагнитных бурь на здоровье человека рассматривают корреляции возмущений магнитного поля Земли с физиологическими параметрами, которые сравнительно удобно измерять длительное время: состоянием капилляров в пальцах рук, вариабельностью сердечного ритма, показателями электроэнцефалограммы в определенных отведениях.

Где-то испытуемые — это здоровые люди среднего возраста, где-то к этой группе добавляют пожилых с инфарктом или инсультом и детей. На них надевают соответствующие датчики, а потом показатели этих датчиков сравнивают с геомагнитной обстановкой в то время и в том месте, где находились испытуемые.

В этой связи интересно было бы посмотреть, как чувствовали себя этим летом люди, зависимые, по их собственному мнению, от геомагнитной обстановки. Ведь с середины мая по август включительно на Солнце не наблюдалось ни одной вспышки такой силы, чтобы она могла воздействовать на Землю.

Что же показали эти исследования? К сожалению, сведения о них встречаются редко, к тому же к их результатам следует относиться с осторожностью. И совершенно понятно почему.

Геомагнитное поле и его взаимодействие с солнечным ветром

Отрицательные результаты (когда связи между какими-то явлениями или механизм, обеспечивающий эти связи, не найдены, а задача заключалась именно в этом) не так охотно публикуются в научных журналах, как положительные: они мало что добавляют к уже имеющейся картине мира. К тому же, если связи не обнаруживаются, — и эта «неудача» повторяется у независимых исследовательских коллективов, — логично прекратить поиски в этом направлении, а силы и прочие ресурсы перебросить на более плодотворные проекты.

Поэтому если в специальной литературе геомагнитные бури и упоминают, то обычно в «позитивном» (как симптомы шизофрении) ключе: пишут о том, что они оказывают эффект на какой-то из аспектов здоровья.

Но и кое-какие работы, показывающие отсутствие связи между солнечной активностью и здоровьем человека, в свое время тоже публиковались. Одна из них, по-видимому, и стала причиной непопулярности гелиобиологии на Западе.

Кэй против Гневышева

В 1976-м исследователи из Стэнфордского университета и Национальных институтов здравоохранения решили проверить более ранние находки советских ученых под руководством Мстислава Гневышева.

Они подняли большой массив данных о смертности от инсульта и ишемической болезни сердца в США с 1962 по 1966 год и сравнили эти данные с геомагнитной активностью, которую регистрировали в Штатах в тот же период (конкретно — с индексом Ap, то есть среднесуточным уровнем геомагнитной активности).

Авторы учли заранее известные недельные и сезонные колебания смертности от указанных причин, а значения Ap-индекса разбили на пять диапазонов, ведь может быть так, что разные по силе колебания поля неодинаково воздействуют на человека. Тем не менее, статистически значимых корреляций геомагнитных бурь и повышенной, равно как и пониженной смертности от нарушений кровообращения американцы не нашли.

В своей работе они деликатно предположили, что, хотя им не удалось повторить результаты группы Гневышева (а найти и прочесть статьи, на которые ссылались эти русские, оказалось невозможно), влияние солнечной активности, быть может, как-то зависит от широты. Кроме того — и это тоже отмечают зарубежные исследователи — статистической обработки данных как таковой Гневышев не проводил, все закономерности в той статье выведены «на глаз» (это правда).

Результаты сравнений уровня смертности (a, b, c) и значений Ap-индекса (d, e) группой Мстислава Гневышева за 1962–1966 годы

B. J. Lipa, P. A. Sturrock & E. Rogot / Nature, 1976

Не обнаружилось и наглядной связи геомагнитных бурь с депрессиями. В 1994 году ее искал Роналд Кэй (Ronald W. Kay) из Фолкеркской больницы. Он предположил, что за сезонные обострения депрессии в какой-то мере ответственна повышенная солнечная активность.

Кэй установил число обращений 1042 мужчин и 2407 женщин в больницу по поводу психотической и непсихотической депрессии (коды диагнозов 296.1 и 296.3; 311.9 и 300.

4 по МКБ-8 и МКБ-9) за период с января 1976-го по декабрь 1986 года — то есть более чем за весь 21-й цикл солнечной активности.

Временное распределение обратившихся он сравнил с датами и силой геомагнитных бурь, которые пришлись на тот же период.

Единственный статистически значимый тренд, который удалось выявить, связал солнечную активность и число обращений мужчин по поводу психотической депрессии. Правда, объяснить его Кэю все-таки не удалось. Сила геомагнитных бурь никак не влияла на частоту обострений и заново выявленных депрессий, поэтому не было ясно, что же конкретно провоцирует ухудшение психического здоровья.

В своей статье автор делает предположение, что для запуска депрессии важен сам факт начала бури, то есть что Солнце воздействует по принципу «все или ничего».

Разницу в результатах для женщин и мужчин Кэй объясняет, исходя из предположения, что действие геомагнитных бурь на организм связано с мелатонином, а на состояние здоровья лиц разного пола мелатонин влияет неодинаково. Не самые убедительные выкладки.

Эксперименты

Чем больше условий приходится учитывать, тем выше вероятность обнаружить ложную связь одного явления с другим — особенно если механизмы какого-то из явлений не вполне понятны.

Поэтому было бы хорошо устроить всем испытуемым одинаковую геомагнитную бурю в одном и том же месте — причем так, чтобы они при этом не знали, было ли возмущение магнитного поля или на самом деле нет.

И параллельно проводить мониторинг состояния этих людей, оценивая параметры, имеющие численное выражение.

Есть несколько работ, описывающих подобные эксперименты. В ходе одного из них Юрий Гурфинкель из Института космических исследований (его нынешнее место работы — МНОЦ МГУ) с коллегами подвергли девять молодых испытуемых воздействию колебаний магнитного поля, повторяющих те, что наблюдались во время слабой бури 2 октября 2013 года (при частоте 1 герц).

Каждый испытуемый должен был дважды, с интервалом не менее суток, провести 24 часа в специальной комнате в Институте общей физики РАН.

В течение одних суток добровольцы находились под действием фонового геомагнитного поля (его индукция и колебания соответствовали обычным для Москвы значениям), в течение других — под действием «записи» бури 2.10.2013 длиной 6 часов, которую повторяли четыре раза без пауз.

Все это время датчики регистрировали электрокардиограмму (ЭКГ) и вариабельность сердечного ритма, артериальное давление и динамику кровенаполнения капилляров. Затем эти показания у каждого конкретного человека во время «спокойных» суток сравнивали с показаниями суток, в течение которых происходила имитация бури.

Согласно данным, полученным в ходе этого эксперимента, работа сердечно-сосудистой системы все же зависит от геомагнитной обстановки. Во время имитации магнитной бури у испытуемых к вечеру сильнее падало кровенаполнение капилляров, чем в отсутствие заметных возмущений геомагнитного поля.

Корреляции между показаниями ЭКГ и «режимом работы» магнитного поля нашли, но они оказались весьма незначительными, и авторы признали, что размера их выборки (девяти человек) недостаточно, чтобы делать далеко идущие выводы. Кроме того, оказалось, что изменение геомагнитной обстановки в разной степени влияет на конкретных людей, но численного выражения этой разницы в статье нет.

Авторы другой работы, сотрудники Института внутренних вод имени Папанина, проверяли влияние возмущений магнитного поля Земли (при частоте изменений 0,001–5 герц) на лен (Linum bienne), горошек (Pisum sativum), карпов (Cyprinus carpio) и дафний (Daphnia magna) сходным образом, только имитировали немного другую геомагнитную бурю — проходившую 30–31 октября 2003 года, согласно измерениям в городе Борок Ярославской области (там и находится институт).

Эти виды живых организмов ученые выбрали потому, что в более ранних исследованиях выявили их особую чувствительность к магнитным полям.

Для рыб, рачков и растений оценивали такие параметры: состав хлоропластов, геотропизм (рост в глубь земли, характерен для корней); интенсивность окисления липидов, активность фермента супероксиддисмутазы, смертность эмбрионов (для дафний); активность кальпаина в мышцах и мозге, активность протеолитических и пищеварительных ферментов (для рыб).

Оказалось, что многие изменения зависят от частоты изменений параметров магнитного поля и от времени, в течение которого эти изменения проявляются.

Скажем, получаса недостаточно, чтобы горошек среагировал изменением состава хлоропластов на магнитную бурю (для этого нужно два часа), а смертность эмбрионов дафний в экспериментальной группе растет по сравнению с контрольной, если возмущения магнитного поля длятся четыре часа и более.

Не все ферменты отреагировали на бурю: она не снизила активность пищеварительных энзимов. А те пульсации магнитного поля, которым в предыдущих работах приписывали главное влияние на физиологию (Pc1), в этом исследовании вообще не оказали эффекта.

С чем связаны такие эффекты? Не зная механизмов действия магнитного поля на организм, точно на этот вопрос не ответить.

Биологи из Института внутренних вод в своей статье предположили, что в данном случае важны криптохромы, а также, вероятно, параметрический резонанс отдельных ионов в составе белков и прочих биомолекул.

Однако никаких экспериментальных доказательств своим предположениям они не приводят — только ссылки на другие научные статьи.

Магнитное чувство у человека

На живой организм чаще всего могут воздействовать те факторы, которые он способен ощутить органами чувств — либо те, что имеют запредельное значение (скажем, гамма-излучение человек не ощущает, но может умереть от него, если интенсивность излучения превыситопределенный порог).

Магнитное поле Земли не угрожает жизни: его интенсивность измеряется десятками микротесла, ее колебания — десятками, максимум сотнями нанотесла. Остается один вариант, при котором они могут заметно влиять на человека: он воспринимает их органами чувств.

Есть организмы, которые действительно это умеют. Некоторые бактерии располагаются вдоль силовых линий магнитного поля — правда, не по собственному желанию, а пассивно. Магнетотаксис (так называется это явление) им обеспечивают скопления магнетита Fe3O4 в структурах — магнетосомах.

По-видимому, нечто подобное умеют и круглые черви, и птицы. Кто-то связывает их способность ориентироваться по индукции магнитного поля с магнетитом, кто-то — с криптохромовым компасоми мелатонином. Однако в организмах упомянутых беспозвоночныхи позвоночных машинерию для магниточувствительности пока достоверно не нашли.

Не обнаружили ее и у человека. У него, честно говоря, и саму способность к магниторецепции еще только ищут. Занимается этим Джозеф Киршвинк из Калифорнийского технологического института (Калтеха).

Он впервые обнаружил ископаемые остатки магниточувствительных бактерий (у самых древних из них весьма солидный возраст — почти 2 миллиарда лет) и вообще начинал карьеру с исследования прошлого Земли (ему принадлежит авторство гипотезы «Земли-снежка»).

В 21 веке Киршвинк плотно занялся магниторецепцией у человека.

В марте 2019 года его группа опубликовала работу, в которой показано: при изменении ориентации магнитного поля, имитирующего поле Земли (от которого испытуемые на деле были изолированы), у человека меняется электрическая активность мозга в альфа-диапазоне. Вывод: Homo sapiens обладают магниточувствительностью, однако в сознание данные о параметрах магнитных полей не попадают.

Тут есть много «но». Магнитное чувство у человека искали и раньше, но не находили. Вероятно, виной тому огрехи обработки электроэнцефалограмм, которые Киршвинк исправил.

Однако механизм магниторецепции, которому отводят роль главного кандидата, — криптохромовый — не подходит для восприятия тех изменений, из-за которых колебалась активность мозга испытуемых в альфа-диапазоне (тут нужен магнетит).

Ну и наконец: в экспериментах Киршвинка общая напряженность магнитного поля не менялась и постоянно была равна таковой для широты Пасадины, места расположения Калтеха: 35 микротесла. Между тем при геомагнитных бурях меняется именно она. Таким образом, даже если люди магниточувствительны, это может не иметь никакой связи с геомагнитными бурями.

Светлана Ястребова

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a856863f031737b76232352/5e1f788a5fd55f00ad2662e3

Геомагнитные факторы

ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Воздействие магнитного поля на человека тесно связано с солнечной активностью. Солнечная активность отличается периодичностью. Имеется несколько солнечных циклов: короткие, средние, длинные. Короткий цикл составляет 11 лет, средний – 110 и 300 лет, длинный цикл – предположительно около 11 тыс. лет.

Помимо этого, возможны внезапные увеличения активности, что выражается в появлении на Солнце темных пятен. Даже при солнечной вспышке средней интенсивности выделяется огромное количество энергии (примерно1025 Дж).

При этом выбрасываются в межпланетное пространство потоки заряженных частиц, энергия и скорость которых больше, чем энергия частиц солнечного ветра. Поток электромагнитной энергии достигает поверхности Земли за 8 мин, а поток высокоскоростных частиц — за 12—24 ч.

Под их давлением магнитосфера Земли на дневной стороне сжимается примерно вдвое (до 3-4 земных радиусов). Из-за сильного сжатия магнитосферы Земли увеличивается напряженность магнитного поля. Начинается мировая магнитная буря.

Начальная фаза магнитной бури длится 4—6 ч. По прошествии этого времени размеры магнитосферы восстанавливаются или даже увеличиваются.

Факторы, воздействующие на человека во время магнитной бури:

– инфразвуковые электромагнитные колебания (распространяются из области высоких широт);

– микропульсации магнитного поля Земли (наибольшее влияние на нервную систему человека оказывают пульсации с частотой 0,1 Гц);

– изменение интенсивности УФИ, метеоусловий, атмосферного электричества, радиоактивности за счет выбросов радиоактивного газа радона.

Непосредственным и главным проводником на человека изменений солнечной активности, сопряженных с геомагнитной активностью являются инфранизкие электромагнитные колебания, так называемые волны Шумана.

Волны Шумана являются незатухающими, т.е.

распространяются на огромные расстояния без уменьшения интенсивности, но их частота зависит от времени суток (в ночное время из-за уменьшения толщины слоя ионосферы частота электромагнитных колебаний снижается до нескольких герц).

Среди волн Шумана доминирует одна, которая близка к частоте 8 Гц. Именно этим и объясняется их непосредственное воздействие на организм человека, а именно на нервную систему организма, так как частота 8 Гц совпадает с частотой a-ритма головного мозга человека.

Повышение амплитуды волн Шумана или уход от фиксированных частот в сторону их повышения самым непосредственным образом способны воздействовать на нервную систему человека: изменяется его реакция на действия внешних раздражителей, появляется чувство тревоги, безот­четного страха и т.д. Через нервную систему этот тип воздействия может распространяться и, следовательно, негативно влиять на весь организм в целом.

Известно, что первый подъем сердечных аритмий у человека (в 24% случаев) наблюдается за два дня до начала магнитной бури. Это по времени совпадает с приходом к Земле электромагнитного излучения из солнечной короны. Следующий подъем (25%) начинается в день бури и достигает своего максимума через сутки.

Третий подъем (28%) приходится на пятый день, когда начинает действовать метеофактор.

На седьмые сутки отмечается снижение уровня аритмий ниже контрольного (5%), что связано с максимальной мобилизацией механизмов адаптации в результате неоднократного воздействия стрессорных факторов (радиоизлучение, геомагнитное возмущение, изменение погоды).

Данные показывают, что здоровые системы активно функционирующего организма воспринимают резкие вариации геомагнитного поля, как синхронизирующий внешний сигнал. Для них магнитные бури — скорее положительный процесс.

Больные же органы демонстрируют резкое патологическое изменение параметров, проявляющееся первоначально обратимым десинхронозом, а затем нарастанием субъективных болезненных изменений.

При сильных отклонениях во многих органах и системах наблюдается неспособность организма вернуться к синхронному функционированию, что в критических предельных случаях заканчивается необратимыми изменениями типа инфаркта, инсульта, вплоть до летального исхода.

При сопоставлении ежесуточных данных реанимационных бригад с параметрами внешней среды обнаружено, что магнитные бури в сочетании с пониженным атмосферным давлением дают преобладание числа инфарктов, сочетание же резких изменений геомагнитного поля с повышенным атмосферным давлением приводит к увеличению числа инсультов.

Помимо этого, во время магнитных бурь в организме человека происходит образование свободных радикалов (окислительный стресс), приводящих к стимуляции перекисного окисления липидов на фоне развивающегося дефицита антиоксидантов. Это влечет за собой нарушение обменных процессов:

– снижается интенсивность обезвреживания ксенобиотиков в микросомах печени;

– в крови появляются необезвреженные ксенобиотики и свободные радикалы, что ведет к повышению тонуса сосудов;

– снижается тонус желчевыводящих путей, что приводит к развитию холестаза, ухудшению работы кишечника;

– увеличивается агрегация тромбоцитов, повышается вязкость крови.

– магнитное поле способствует снижению синтеза мелатонина.

Геомагнитные бури влияют на течение некоторых заболеваний:

– увеличивается частота сердечно-сосудистых заболеваний (гипертоническая болезнь, стенокардия, инфаркт миокарда). Число этих заболеваний увеличивается в день геомагнитной бури, а максимума достигает на следующий день. Инфаркт миокарда, возникший в день геомагнитной бури, отличается более тяжелым течением. Смертность повышается на 10-20%;

– растет заболеваемость органов дыхания (например, за счет обострения хронических неспецифических заболеваний легких);

– происходит изменение психоэмоционального состояния (синдром психоэмоционального напряжения);

– увеличивается частота преждевременных родов, что вызывается не интенсивностью магнитной бури, а самим фактом изменения магнитного поля.

Существуют основные принципы профилактики неблагоприятного воздействия геомагнитных факторов.

1. Организационные мероприятия: составление прогнозов магнитных бурь. Прогноз солнечной активности в пределах одной недели осуществляет Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН России.

2. Постановка больных на диспансерный учет.

3. Организация работы кардиологических бригад «скорой помощи» с учетом солнечной активности.

4. Ограничение физической и психической нагрузки во время магнитной бури.

5. Снижение калорийности питания.

6. Заблаговременный прием лекарственных препаратов: антиоксидантов (витамины А, Е, С); седативных и легких антикоагулянтов (аспирин).

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Date: 2015-07-02; view: 1668; Нарушение авторских прав

Источник: https://mydocx.ru/2-48414.html

6. Геомагнитные факторы. Механизм возникнове­ния магнитных бурь. Ре­акция человека на действие геомагнитных факторов. Профилактика небла­го­приятного воздействия геомагнитных факторов на организм

ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

Воздействиемагнитного поля на человека тесносвя­зано с солнечной ак­тивностью.В результате процессов, происходящихна Солнце, в межпланетное пространствоиспускается излучение широкого спектра(от инфракрас­ного до рентгеновского),а также поток ускоренных за­ряженныхчастиц, которые обра­зуют первичноекосмиче­ское излучение.

Врезультате осевого вращения и движенияпо орбите в металлическом ядре Землипротекают токи в триллионы ампер, которыеи обусловливают наличие магнитногополя. Магнитное поле Земли служит защитойот солнеч­ноговетра,который весьма сложно взаимодействуетс магнитосферой Земли.

В результатеэтого взаимодействия изменяетсянапряженность магнитного поля Земли,оно становится не симметричным:«обдуваемая» сторона поджимается кземле.

На противоположной сторонесол­нечный ветер давит на магнитноеполе только с боков, поэтому силовыелинии магнитного поля вытягиваются наочень большое расстояние.

Ссолнечной активностью связано развитиемировой магнитной бури. На человека вовремя магнитной бури воздействуют:

  1. микропульсация магнитного поля Земли (наиболь­шее влия­ние на нерв­ную систему человека оказывает пульсация с частотой 0,1 Гц);

  2. инфразвук (распространяется из области высоких широт);

  3. изменение интенсивности УФИ, метеоусловий, атмо­сфер­ного электриче­ства;

  1. изменение радиоактивности за счет эксгаляции ра­дона.

Геомагнитныебури давно уже учитываются, в част­ности,при лечении кардиологических больных— маг­нитные бури в сочетании спониженным ат­мосферным давлениемдают преобладание числа инфарктов, всоче­тании же с резким повышениематмосферного давления рост числаинсультов. Имеет место увеличение числаобострений хронических неспецифическихзаболеваний лег­ких, увеличиваетсячастота преждевременных родов. Помимоэтого в организме человека происходитобразо­вание свободных радикалов,приводящих к окисли­тель­номустрессу.

Основныепринципы профилактики неблагоприятногодействия магнит­ных бурь:

  • организационные мероприятия (составление прогно­зов маг­нитных бурь, постановка больных на дис­пансерный учет);
  • ограничение физической нагрузки и снижение кало­рийно­сти питания во время магнитной бури;
  • заблаговременный прием антиоксидантов, седатив­ных средств и легких антикоагулянтов.

7.Эффекторы эндокринной системы (ЭЭС):понятие, клас­сификация, ха­рактеристика,метаболизм и меха­низм дей­ствия,возможные последствия их длитель­ногопоступле­ния в организм человека.Защитный эффект фи­тоэстроге­нов.

Одиниз наиболее изученных механизмовдействия ксе­но­биотиков (отно­сятсяхимические соединения, нарушающиенор­мальный гормональный баланс ворганизме человека)на орга­низмчеловека – действие эффекторов эндокриннойсис­темы (ЭЭС), которые вызывают рядэкологически зависимых заболе­ваний.

ЭЭСделятся на три группы:

• Естественныеээс. В основном содержатся в раститель­ныхпродуктах, в силу чего они получилиназвание фи-тоэ­строгенов. В природевыполняют регу­лирующую функцию,вызывая бес­плодие и сокращая внеобходимые моменты по­пуляциютраво­ядных животных. Фитоэстрогеныхорошо ме­таболизируются и экскретируются,поэтому их рекомендуют как соединенияс про­тивораковой ак­тивностью.

• Лекарственныеээс.Примерлекарственных ЭЭС ­ныне не­используемыйлекарственный препарат диэтил­стильбэст­рол,ко­торый активно применялся дляпредупреж­дения са­мопроизволь­ныхабортов с 1948 по 1970 г.

В настоящее времязапре­щен, так как его применение былосвязано с ростом числа опухолей вла­галищау женщин, нарушений ре­продуктивнойфункции у ро­дившихся дево­чек инарушений полового раз­вития умальчиков.

• Антропогенныеээс,иликсеноэстрогены. Срединих можно выделить не­сколько основныхподгрупп.

Хлорорганическиепестициды -ДДТ,хлордан, гепта­хлор, альд­рин,гексахлорбензол,линдан. Хотя эти химикаты были запре­щеныв индустри­альных странах, некоторыеиз них все еще производят­ся американскимикорпо­рациями в разви­вающихсястранах, где широко применяются. Линдантакже ис­пользуется в Англии длязащиты зерновых культур.

Пестицидвинклозолин широко применяется привыра­щива­нии огурцов, винограда,салата, лука, перца, томатов. Прода­етсяпод многими торговыми на­званиями:ронилан, ку­ралан, форлан.

-Гербициды -алахлор,атразин, метрибузинширо­ко при­меня­лисьамерикан­скими вооруженными силамиво время войны во Вьетнаме.

-Фунгициды -беномил,манеб, зинебиспользу­ются для обра­боткияблок и бананов.

-Полuхлорированныебифенилы(ПХБ).

-Диоксиныифураны-нежелательныепобочные продукты при сжигании от­ходов;отходы целлюлозно-бумажных ком­бинатов,металлургических и хими­ческихзаводов.

-Продукты распада алкифенолов – химическиекомпо­ненты, содержа­щиеся впластмассах, например фталаты. Онишироко используются в моющих средствах,красках, гербицидах и кос­метике.Некоторые пластмассы содержат до 40%эфиров фтала­тов. При хранении эфирыпереходят из пластмассы в ок­ружаю­щиепредметы.

Имеютсятри главных направления, по которым ЭЭСмо­гут оказывать та­кие же эффекты,как и естественные эстро­гены.Во-первых, они могут имитиро­ватьдействие эстра­диола, связыва­ясьс рецептором гормона и запуская цепочкуреакций, свойст­венных нормальномудействию гормона. Во¬вторых, ЭЭС в силусвоей активности могут изменять структуруферментов, которые расщеп­ляют гормоны.

Это предотвращает разрушение эстроге­нови позволяет боль­шему их количествуостаться в организме. В-третьих, онимогут стимулировать более мощныйгормональ­ный ответ из-за механизмааддитивно­сти.

Ксенобиотики, относя­щиесяк группе ЭЭС, поступают в организмчеловека постоянно и в значительныхколичествах, быстро не разрушаются ицирку­ли­руют в крови в течениедлительного периода времени.

Фитоэстрогеныспособны предотвращать связываниеэс­тро­гена с рецепто­ром.

Ониимеются в растительных продуктах:чесноке, пет­рушке, пшенице, ржи, рисе,моркови, бобовых, картофеле, ягодахвишни, яблоках, мякоти коко­совыхорехов и грана­тах. Значи­тельноменьше раковых новообразованийна­блю­дается у наро­дов употребляющихв пищу продукты богатые фитоэстроге­нами( соя)-защитный эффект.

Основныепоследствия воздействия ЭЭС на человека:

• Нарушениерепродуктивной функции у мужчин ижен­щин. Предполага­ется, что из-зазагрязнения окружающей Среды мальчикив настоящий период времени рождаютсяс меньшим количеством стволовых клеток(сперматого­ний), из которых по­слеполовой зрелости происходит образованиеспермато­зоидов. Известно инепосредственное действие ЭЭС, котороеу каждого 20-го мужчины приводит кбеспло­дию.

• Нарушениеполового развития, злокачественныеново­об­разования моче­половойсистемы у мужчин.

• Ракмолочной железы.

• Эндометриоз.Этим заболеванием страдает 10% щнре­про­дуктивного возраста.Заболевание, как пол, связано своздейст­вием диоксина.

• Угнетениеиммунной системы.

• Гипертрофиящитовидной железы. Эта патология мо­жетбыть связана с воздействиемполихлорбифенилов, свинца.

• Нарушениепсихомоторного развития детей.

Источник: https://studfile.net/preview/1469209/page:5/

Геомагнитные факторы. Механизм возникновения магнитных бурь. Реакция человека на действие геомагнитных факторов. Профилактика неблагоприятного воздействия геомагнитных факторов на организм

ГЕОМАГНИТНЫЕ ФАКТОРЫ

Воздействие магнитного поля на человека тесно связано с солнечной активностью. В результате процессов, происходящих на Солнце, в межпланетное пространство испускается излучение широкого спектра (от инфракрасного до рентгеновского), а также поток ускоренных заряженных частиц (+ протоны, электроны, атомы гелия и кислорода), которые образуют первичное космическое излучение.

В результате осевого вращения и движения по орбите в металлическом ядре Земли протекают токи в триллионы ампер, которые и обусловливают наличие магнитного поля. Магнитное поле Земли служит защитой от солнечного ветра, который весьма сложно взаимодействует с магнитосферой Земли.

В результате этого взаимодействия изменяется напряженность магнитного поля Земли, оно становится не симметричным: «обдуваемая» сторона поджимается к земле.

На противоположной стороне солнечный ветер давит на магнитное поле только с боков, поэтому силовые линии магнитного поля вытягиваются на очень большое расстояние.

С солнечной активностью связано развитие мировой магнитной бури. На человека во время магнитной бури воздействуют:

микропульсация магнитного поля Земли (наибольшее влияние на нервную систему человека оказывает пульсация с частотой 0,1 Гц);

инфразвук (распространяется из области высоких широт);

изменение интенсивности УФИ, метеоусловий, атмосферного электричества;

изменение радиоактивности за счет эксгаляции радона.

Геомагнитные бури давно уже учитываются, в частности, при лечении кардиологических больных — магнитные бури в сочетании с пониженным атмосферным давлением дают преобладание числа инфарктов, в сочетании же с резким повышением атмосферного давления рост числа инсультов. Имеет место увеличение числа обострений хронических неспецифических заболеваний легких, увеличивается частота преждевременных родов. Помимо этого в организме человека происходит образование свободных радикалов, приводящих к окислительному стрессу.

Основные принципы профилактики неблагоприятного действия магнитных бурь:

организационные мероприятия (составление прогнозов магнитных бурь, постановка больных на диспансерный учет);

ограничение физической нагрузки и снижение калорийности питания во время магнитной бури;

заблаговременный прием антиоксидантов, седативных средств и легких антикоагулянтов.

Эффекторы эндокринной системы (ЭЭС): понятие, классификация, характеристика, метаболизм и механизм действия, возможные последствия их длительного поступления в организм человека. Защитный эффект фитоэстрогенов.

Один из наиболее изученных механизмов действия ксенобиотиков (относятся химические соединения, нарушающие нормальный гормональный баланс в организме человека)на организм человека – действие эффекторов эндокринной системы (ЭЭС), которые вызывают ряд экологически зависимых заболеваний.

ЭЭС делятся на три группы:

• Естественные ЭЭС. В основном содержатся в растительных продуктах, в силу чего они получили название фитоэстрогенов. В природе выполняют регулирующую функцию, вызывая бесплодие и сокращая в необходимые моменты популяцию травоядных животных. Фитоэстрогены хорошо метаболизируются и экскретируются, поэтому их рекомендуют как соединения с противораковой активностью.

• Лекарственные ЭЭС.Пример лекарственных ЭЭС ныне неиспользуемый лекарственный препарат диэтилстильбэстрол, который активно применялся для предупреждения самопроизвольных абортов с 1948 по 1970 г.

В настоящее время запрещен, так как его применение было связано с ростом числа опухолей влагалища у женщин, нарушений репродуктивной функции у родившихся девочек и нарушений полового развития у мальчиков.

• Антропогенные ЭЭС, или ксеноэстрогены. Среди них можно выделить несколько основных подгрупп.

Хлорорганические пестициды – ДДТ, хлордан, гептахлор, альдрин,гексахлорбензол, линдан. Хотя эти химикаты были запрещены в индустриальных странах, некоторые из них все еще производятся американскими корпорациями в развивающихся странах, где широко применяются. Линдан также используется в Англии для защиты зерновых культур.

Пестицид винклозолин широко применяется при выращивании огурцов, винограда, салата, лука, перца, томатов. Продается под многими торговыми названиями: ронилан, куралан, форлан.

– Гербициды – алахлор, атразин, метрибузиншироко применялись американскими вооруженными силами во время войны во Вьетнаме.

– Фунгициды – беномил, манеб, зинебиспользуются для обработки яблок и бананов.

– Полихлорированные бифенилы(ПХБ).

– Диоксины и фураны – нежелательные побочные продукты при сжигании отходов; отходы целлюлозно-бумажных комбинатов, металлургических и химических заводов.

– Продукты распада алкифенолов – химические компоненты, содержащиеся в пластмассах, например фталаты. Они широко используются в моющих средствах, красках, гербицидах и косметике. Некоторые пластмассы содержат до 40% эфиров фталатов. При хранении эфиры переходят из пластмассы в окружающие предметы.

Имеются три главных направления, по которым ЭЭС могут оказывать такие же эффекты, как и естественные эстрогены. Во-первых, они могут имитировать действие эстрадиола, связываясь с рецептором гормона и запуская цепочку реакций, свойственных нормальному действию гормона. Вовторых, ЭЭС в силу своей активности могут изменять структуру ферментов, которые расщепляют гормоны.

Это предотвращает разрушение эстрогенов и позволяет большему их количеству остаться в организме. В-третьих, они могут стимулировать более мощный гормональный ответ из-за механизма аддитивности.

Ксенобиотики, относящиеся к группе ЭЭС, поступают в организм человека постоянно и в значительных количествах, быстро не разрушаются и циркулируют в крови в течение длительного периода времени.

Фитоэстрогены способны предотвращать связывание эстрогена с рецептором.

Они имеются в растительных продуктах: чесноке, петрушке, пшенице, ржи, рисе, моркови, бобовых, картофеле, ягодах вишни, яблоках, мякоти кокосовых орехов и гранатах. Значительно меньше раковых новообразований наблюдается у народов, употребляющих в пищу продукты, богатые фитоэстрогенами ( соя)-защитный эффект.

Основные последствия воздействия ЭЭС на человека:

• Нарушение репродуктивной функции у мужчин и женщин. Предполагается, что из-за загрязнения окружающей среды мальчики в настоящий период времени рождаются с меньшим количеством стволовых клеток (сперматогоний), из которых после половой зрелости происходит образование сперматозоидов. Известно и непосредственное действие ЭЭС, которое у каждого 20-го мужчины приводит к бесплодию.

• Нарушение полового развития, злокачественные новообразования мочеполовой системы у мужчин.

• Рак молочной железы.

• Эндометриоз. Этим заболеванием страдает 10% щн репродуктивного возраста. Заболевание, как пол, связано с воздействием диоксина.

• Угнетение иммунной системы.

• Гипертрофия щитовидной железы. Эта патология может быть связана с воздействием полихлорбифенилов, свинца.

• Нарушение психомоторного развития детей.

Источник: https://cyberpedia.su/6x930f.html

Book for ucheba
Добавить комментарий