Влияние космической погоды на биологические ритмы активности нервной и сердечно-сосудистой системы человека

Федеральное агентство по образованию Государственное учреждение высшего профессионального образования «Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Естественно-географический факультет КУРСОВАЯ РАБОТА Тема

«Влияние космической погоды на биологические ритмы активности нервной и сердечно-сосудистой системы человека»

Выполнил студент 3 группы

III курса дневного отделения Старина Елена Андреевна Научный руководитель доктор биологических наук доцент зав. лабораторией биоритмологии Поскотинова Лилия Владимировна Архангельск 2010 г.

Цель: Цель работы заключается в проведении исследований по выявлению метеочувствительных людей, в исследовании того, насколько и как влияет космическая погода на биологические ритмы активности нервной и сердечно-сосудистой систем человека.

Введение

Еще на заре истории человечества наши далекие предки, интуитивно признавая свою нерасторжимую связь с дневными и ночными светилами, наделили их чертами могучих богов. Вне «конкуренции» тут было Солнце — многие народы почитали его главным божеством. В древнейшей колыбели земной цивилизации Древнем Египте, богу Солнца Амону-Ра возводили грандиозные храмы, в его честь слагались поэтические гимны.

Наблюдая за ликом божества, люди не могли не заметить, что он периодически изменяется. А когда на нем появляются темные пятна, на Земле происходят различные беды. Но если древнему человеку этого было достаточно, то ученые нового времени, как и во всех науках, пошли дальше. В прошлом веке была открыта цикличность возникновения пятен на Солнце (а также вспышек, протуберанцев и других явлений). Это позволило начать активное изучение и земных явлений, сопровождающих эти процессы на Солнце. Было установлено, что увеличение солнечной активности сопровождается усилением не только световой радиации, но и излучениями в рентгеновской и радиообластях спектра, а также потоков протонов и электронов. А Земля на эти воздействия отвечает полярными сияниями, магнитными бурями, усилением ионизации атмосферы и другими явлениями. Да и земная жизнь не остается ко всему этому безучастной.

Изучением ритмов активности и пассивности, протекающих в организме, занимается особая наука — биоритмология. Этот раздел возник целиком из практических потребностей, связанных с реализацией программы оздоровления. Согласно этой науке, большинство процессов, происходящих в организме, синхронизированы с периодическими солнечными, лунными и земными, а также космическими влияниями. И это неудивительно, ведь любая живая система, в том числе и человек, постоянно находится в состоянии обмена информацией, энергией и веществом с окружающей средой. Если по каким-либо причинам или нарушается, это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма.

Многие люди на себе испытали, что в иные дни они могут легко начать голодание и выносить большую физическую нагрузку. И наоборот, в другие дни бывает невозможно заставить себя голодать, а физическая нагрузка дается гораздо тяжелее. В чем же причина? В том, что в организме периодически изменяется активность органов, систем органов.

Ритмические изменения в природной среде и энергетическая динамика обменных процессов привели к тому, что человек в ходе эволюции смог приспособится к определенному ритму жизни. Сегодняшней науке известно большое количество биоритмов. Биоритмы, или биологические ритмы представляют собой циклические колебания интенсивности характера биологических процессов и явлений. Одни биологические ритмы самостоятельны, например, частота сокращения сердца, дыхания, другие связаны с приспособлением организма к геофизическим циклам — суточным, например, колебание интенсивности деления клеток, приливным, например, биологические процессы у организмов, связанные с уровнем морского прилива.

Подобная адаптация происходит в течение всей нашей жизни, ибо постоянно происходит и изменение внешней среды. Сменяют друг друга времена года, циклон приходит на смену антициклону, нарастает и уменьшается солнечная активность, бушуют магнитные бури, люди переезжают из степной зоны в Заполярье — и все это требует от организма способности к адекватному приспособлению. Только при «исправности» этого «механизма» возможна полноценная жизнь. Вот почему, в частности, сведения о биологических ритмах необходимы и для разумного, целесообразного построения режима труда и отдыха, и для сохранения здоровья, и для поддержания высокой жизненной активности.

Глава 1. Космическая погода в экологии человека Космическая погода — в широком употреблении термин появился в 90-х годах XX века, как охватывающий наиболее практически важные аспекты науки о солнечно-земных связях. Раздел научных знаний, называемый «Солнечно-земные связи», посвящен изучению совокупности всех возможных взаимодействий гелиои геофизических явлений. Раздел научных знаний, называемый «Солнечно-земные связи» посвящен изучению совокупности всех возможных взаимодействий гелиои геофизических явлений. Эта наука занимается исследованием влияния солнечной переменности и солнечной активности через межпланетную среду на Землю, в частности на магнитосферу, ионосферу, атмосферу Земли. В строго научном смысле к космической погоде относится динамическая часть солнечно-земных связей, а по аналогии с земными процессами называется «Космическим климатом». В практическом смысле к тематике космической погоды относятся вопросы прогноза солнечной и геомагнитной активности, исследования воздействия солнечных факторов на технические системы (радиопомехи, радиационная обстановка и пр.), воздействия на биологические системы и людей.

Нашу землю окружает магнитное поле. И все, что находится на земле, в том числе люди, животные и растения, подвергаются воздействию невидимых силовых линий этого поля. В теле человека также имеется свое магнитное поле, причем в разных органах оно может быть различным. В здоровом организме и в нормальных условиях имеется полное соответствие и взаимодействие внешних и внутренних магнитных полей.

Биофизики и врачи, изучающие физиологические процессы, происходящие под влиянием магнитного поля в организме человека. Прежде всего, отмечают важное влияние магнитного поля на систему кровообращения, состояние кровеносных сосудов, активность переноса кислорода через кровь к окружающим тканям, транспортировку питательных веществ через полупроницаемые мембраны клеток. Резкое изменение внешнего магнитного поля, например, при магнитной буре или активной геомагнитной зоне всегда отрицательно сказывается на самочувствии и здоровье.

Наш век характеризуется бурным развитием техники, созданием большого количества металлических машин, изделий, конструкций. Вся эта громадная металлическая масса приводит к постоянному неправильному перераспределению магнитного поля. Металлы притягивают магнитное поле к себе. Именно таким образом создается постоянный дефицит магнитного поля человека и, как следствие, нарушение в работе различных органов и систем организма, в частности, системы кровообращения, не исключено, что именно хронический дефицит магнитного поля вывел частоту сердечно-сосудистых заболеваний на первое место среди всех болезней.

Многие исследователи считают, что постоянные магниты улучшают циркуляцию крови, повышая ее энергетический уровень и насыщая ее кислородом, а улучшенный кровоток стимулирует естественные жизненные силы организма, способствуя его оздоровлению.

По степени чувствительности различных систем организма к магнитному полю первое место занимает нервная, затем эндокринная системы, органы чувств, сердечно-сосудистая, кровь, мышечная, пищеварительная, выделительная, дыхательная и костная системы.

Действие магнитного поля на нервную систему характеризуется изменением поведения организма, его условно-рефлекторной деятельности, физиологических и биологических процессов. Это возникает за счет стимуляции процессов торможения, что объясняет возникновение седативного эффекта и благоприятное действие магнитного поля на сон, и эмоциональное напряжение. Наиболее выраженная реакция со стороны ЦНС наблюдается в гипоталамусе, далее следуют кора головного мозга. Это в какой-то степени объясняет сложный механизм реакции организма на воздействие магнитным полем и зависимость от исходного функционального состояния, в первую очередь нервной системы, а затем уже других органов.

Под влиянием магнитных полей происходит повышение сосудистой и эпителиальной проницаемости, прямым следствием чего является ускорение рассасывания отёков и введённых лекарственных веществ. Благодаря данному эффекту магнитотерапия нашла широкое применение при травмах, ранах и их последствиях.

При воздействии постоянного магнитного поля отмечается усиление метаболических процессов в области регенерата кости (при переломе), в более ранние сроки появляются фибро — и остеобласты в зоне регенерации, процесс образования костного вещества происходит интенсивнее и в более ранние сроки. При влиянии магнитных полей возникает гипокоагуляционный эффект за счёт активации противосвёртывающей системы, уменьшения внутрисосудистого пристеночного тромбообразования и снижение вязкости крови посредством влияния магнитных полей малой интенсивности на ферментативные процессы, электрические и магнитные свойства элементов крови, принимающих участие в гемокоагуляции.

Воздействие магнитного поля оказывает значительное влияние на обмен веществ в организме. При действии на отдельные системы организма в сыворотке крови увеличивается количество общего белка, глобулинов и повышается их концентрация в тканях за счёт аи углобулиновых фракций. При этом происходит изменение структуры белков. При кратковременных ежедневных общих влияниях на организм магнитных полей снижается содержание пировиноградной и молочной кислот не только в крови, но также в печени и мышцах. При этом происходит увеличение содержания гликогена в печени. Под действием магнитного поля в тканях происходит снижение содержания ионов натрия при одновременном повышении концентрации ионов калия, что является свидетельством изменения проницаемости клеточных мембран. Отмечается снижение содержания железа в мозге, сердце, крови, печени, мышцах, селезёнке и повышение его в костной ткани. Это перераспределение железа связано с изменением состояния органов кроветворения. При этом повышается содержание меди в мышце сердца, селезёнке, семенниках, что активизирует адаптационно-компенсаторные процессы организма. Содержание кобальта понижается во всех органах и происходит его перераспределение между кровью, отдельными органами и тканями. Под влиянием магнитного поля биологическая активность магния возрастает. Это приводит к уменьшению развития патологических процессов в печени, сердце, мышцах.

Характерным проявлением действия магнитного поля на организм считается активация процессов метаболизма углеводов и липидов, ведёт к уменьшению холестерина крови. Наиболее доказанным и имеющим наибольшее значение для клиники является седативное, гипотензивное, противовоспалительное, противоотёчное, болеутоляющее и трофико-регенераторное действие. При определённых условиях, а в частности при воздействии на крупные сосуды, магнитотерапия оказывает дезагрегационный и гипокоагуляционный эффекты, улучшает микро циркуляцию и регионарное кровообращение, благоприятно влияет на иммунореактивные и нейровегетативные процессы.

Воздействие магнитным полем, как правило, не вызывает образования эндогенного тепла, повышения температуры и раздражения кожи. Отмечается хорошая переносимость у ослабленных больных, больных пожилого возраста. Сегодня человек страдает от недостаточности магнитного поля не меньше, чем от нехватки витаминов и минералов, которая тоже является результатом технической революции. Дефицит магнитного поля приводит к множеству заболеваний и просто патологических симптомов, которые требуют корректировки дополнительным магнитным полем. Главными проявлениями синдрома являются: общая слабость, повышенная утомляемость, сниженная работоспособность, плохой сон, головная боль, боли в суставах и позвоночнике, патология сердечно-сосудистой системы, гипери гипотония, нарушение пищеварения, кожные изменения, проблемы предстательной железы, гинекологические дисфункции и ряд других процессов. Восстановление нормального магнитного присутствия в органах и системах человека ведет к устранению важнейшей части патологического процесса, говоря проще, убирает основу заболевания.

В состав крови помимо других многочисленных компонентов входят ионы металлов, поэтому ток крови в сосудах приводит к образованию вокруг сосуда магнитного поля. Поскольку сосуды снабжают кровью абсолютно все участки тела, то, значит, магнитное поле есть в организме повсюду. Уменьшение магнитного поля в окружающей среде приводит к нарушению магнитного поля в кровеносной системе, вследствие чего возникает нарушение кровообращения, нарушается транспортировка кислорода и питательных веществ к органам и тканям, что приводит к развитию болезни. Так что дефицит магнитного поля может вполне соперничать с дефицитом витаминов и минералов по степени вреда, наносимого им организму.

Глава 2. Биологические ритмы в жизни человека Современная наука успешно развивает новое направление исследований? хронобиологию. Достижения отечественной биоритмологии нашли широкое применение в организации режима трудовой деятельности и отдыха, повышении работоспособности, физическом совершенствовании человека.

Биологические ритмы? эволюционная форма адаптации к условиям ритмических изменений параметров внешней среды. Это временное взаимодействие различных функциональных систем организма друг с другом и с окружающей средой, способствующее их гармоничному согласованию и жизнедеятельности в целом.

С этой точки зрения биологические ритмы представляют собой сложную последовательность многоступенчатых процессов биохимических и биофизических превращений в организме человека. Ряд ученых считают, что «хозяйками» биоритмов являются молекулы РНК и ДНК. Возможно, параметры ритмов физиологических функций и задаются определенной генетической программой, но в любом случае они реализуются через изменение метаболических процессов под влиянием внешних и внутренних факторов.

Биологические ритмы столь точны, что их часто называют «биологическими часами». Есть основания полагать, что механизм отсчета времени заключен в каждой клетке человеческого тела. Это молекулы ДНК, хранящие запас генетической информации.

По выполняемой функции биоритмы делятся на физиологические (рабочие циклы отдельных систем организма) и экологические (адаптивные приспособления к периодическим влияниям окружающей среды).

По длительности периода различают ритмы:

? суточные (циркадианные);

? месячные;

? сезонные;

? многолетние.

Из всех перечисленных биологических ритмов наиболее исследован сегодня суточный ритм. Согласно классификации известного хронобиолога Ф. Хальберга, ритмические процессы организма делятся на три группы:

1 группа? ритмы высокой частоты (с периодом до 0,5 часа). Это ритмы дыхания, работы сердца, электрических явлений в мозге, периодичность колебания в системах биохимических реакций.

2 группа — ритмы средней частоты (с периодом от 0,5 часа до 6 дней). Это смена сна и бодрствования, активности и покоя, околосуточные изменения обмена веществ и многих других функций.

3 группа? ритмы низкой частоты (с периодом от 6 дней до 1 года). Это недельный, лунный и годичный ритмы, охватывающие циклы экскреции гормонов, менструальные, сезонные изменения течения биохимических реакций, длительно-временные изменения работоспособности.

Говоря о биологических ритмах, не следует забывать о том, что в повседневной жизни человека окружают многочисленные физические и социальные синхронизаторы (датчики времени), которые приводят к оптимальному взаимодействию ритмов организма с ритмами внешней среды.

К физическим синхронизаторам относятся: чередование света и темноты; суточные и сезонные колебания температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряженности электрических и магнитных полей.

Социальным датчиком времени выступает распорядок производственной и бытовой деятельности.

Каждому человеку для сохранения здоровья необходимо синхронизировать индивидуальный ритм с данными факторами, учитывая ритм сна и бодрствования, режим труда и отдыха, работу общественных учреждений, транспорта и другие. Не следует забывать о ритме жизни коллег по учебе, работе и общественной жизни.

Сегодня уже окончательно ясно, что именно природные процессы задают нашему организму способность противостоять многочисленным экстремальным факторам. А социальная деятельность человека становится таким же мощным стрессирующим элементом, если ее ритмы не подчиняются биосферным и космическим колебаниям, и, особенно тогда, когда осуществляется массированная длительная попытка подчинить жизнедеятельность человека, его биологические часы, искусственно придуманным социальным ритмам.

В настоящее время на первый план проблем для здоровья населения выходят именно патологические расстройства, обусловленные несоответствием наших социальных преобразований законам природы. Эти расстройства, влекут за собой психические расстройства, алкоголизм, наркоманию, рост сердечнососудистой, онкологической, иммунной патологии; увеличение женской патологии, туберкулеза, венерических болезней, числа самоубийств и убийств. А одним из главных механизмов развития социопатии оказывается нарастающая под действием социальных факторов дисгармония внутриорганизменных процессов с изменяющимися условиями природной среды. Этот механизм и есть неадекватная реакция дезориентированного дефектным социумом организма на метеорологические, климатические, геофизические, космические факторы.

В основном, климатические факторы действуют на условия теплообмена организма человека с внешней средой: на кровоснабжение кожных покровов, дыхательную, сердечно — сосудистую систему и нервную систему. Наши ощущения тепла и холода зависят от температуры тела. Нам тепло, когда сосуды расширяются, по ним протекает много теплой крови и кожа становится теплой. А теплая кожа, по законам физики, отдает больше тепла в окружающую среду. При сильном сужении сосудов количество протекающей в них крови резко уменьшается, кожа охлаждается, мы ощущаем холод. Потеря тепла организмом снижается. В холодную погоду отдача тепла регулируется почти исключительно расширением и сужением сосудов кожи. Кожа человека обладает замечательным свойством: при одной и той же температуре воздуха ее способность отдавать тепло может резко меняться.

На организм человека обычно действует не один изолированный фактор, а целый набор факторов. Причем основные действия на организм оказывают внезапные, резкие изменения климатических условий.

Организм человека может различным образом функционировать в зависимости от сезона года. Это касается температуры тела, интенсивности обмена веществ, системы кровообращения, состава клеток крови и тканей. Летом у человека артериальное давление ниже, чем в зимний период, вследствие перераспределения притока крови к различным органам. При более высокой летней температуре изменяется приток крови от внутренних органов к кожным покровам. Для любого живого организма установились определенные ритмы жизнедеятельности разнообразной частоты. Летом могут преобладать такие заболевания, вызываемые погодными условиями, как перегревания и тепловые удары. Особенно часто они наблюдаются в районах, для которых характерна жаркая и безветренная погода. Зимой и осенью при холодной, сырой и ветреной погоде множество людей болеют гриппом, болезнями верхних дыхательных путей, простудными заболеваниями. Кроме температуры окружающей среды, ветра и влажности воздуха на состояние человека оказывают влияние и такие факторы, как, атмосферное давление, концентрация кислорода, степень возмущенности магнитного поля Земли, уровень загрязнения атмосферы. Причем данные факторы совместно с определенными климатическими условиями могут не только подвергать человеческий организм повышенной опасности заболевания, но и влиять на обострение хронических заболеваний.

Кроме болезней, типичных для различных сезонов года, человеческий организм подвергается воздействию возбудителей инфекционных заболеваний, которые могут начать значительно быстрее развиваться при определенных климатических условиях. Летом при повышении температуры окружающей среды быстро развиваются кишечные инфекции. Они вызывают такие заболевания, как брюшной тиф, дизентерия. Зимой в холодное время года и особенно при резком изменении погоды страдают люди, болеющие сердечно-сосудистыми заболеваниями. Повышается риск возникновения таких болезней, как гипертоническая болезнь, стенокардия, инфаркт миокарда. Начиная с января и по апрель, типичной болезнью является пневмония, особенно среди детей до года. Очень чувствительными к изменениям погодных условий являются больные с расстройствами функций нервной вегетативной системы или хроническими заболеваниями вследствие того, что их организмы с трудом приспосабливаются к этим изменениям. По степени ухудшения своего состояния такие больные могут безошибочно предсказывать различные изменения погоды даже за некоторые временные сроки. Около 60 — 65% хронических больных, страдающих сердечно — сосудистыми заболеваниями, чувствуют изменения погодных факторов. Это особенно наблюдается весной и осенью, при значительных колебаниях атмосферного давления, температуры воздуха и изменениях геомагнитного поля Земли. Хронические больные, страдающие атеросклерозом сосудов головного мозга, тяжело переносят вторжения воздушных фронтов, вызывающих контрастную смену погоды. В такое время возрастает количество гипертонических кризов, обострение сердечно-сосудистых заболеваний. В результате урбанизации и индустриализации, большая часть жизни людей проходит в закрытых помещениях. Внутри помещений сохраняются комфортные условия микроклимата. Находясь в таки условиях, человеческий организм не подвергается климатическим воздействиям внешней среды. Вследствие чего организму человека становится все сложнее приспосабливаться к изменению погодных условий вне помещений, в частности это касается процессов терморегуляции. Когда нарушается отношения между организмом человека и внешней средой у него появляются проблемы с сердечно-сосудистой системой, а именно кризы, инфаркт миокарда, мозговые инсульты. Для предупреждения осложнений сердечно-сосудистых заболеваний у хронических больных необходимо создание специальной организации для своевременного медицинского прогноза погоды. Возможно, это предупредит ряд больных и позволит им принят профилактически меры для сохранения своего здоровья. Если проводить лечебно-профилактические действия в дни с не благоприятными условиями погоды, то количество осложнений у данных больных может быть снижено. На всем этапе эволюции человеческий организм взаимодействовал с физическими факторами внешней среды, имеющими электромагнитную природу. Воздух возле водоемов, особенно около водоемов с протекающей водой хорошо освежает и взбадривает. После грозы человек также ощущает чистый и бодрящий воздух. Это связано с тем, что в этом воздухе присутствует большое количество отрицательных ионов. Если в закрытых помещениях присутствует большое количество электромагнитных приборов, воздух будет насыщен положительными ионами. Такая атмосфера даже в течение непродолжительного количества времени приводит к заторможенности, сонливости, головокружению, головным болям. Такая же ситуация характерна и для ветреной погоды, для влажных и пыльных дней. Вследствие этого можно сделать вывод о том, что отрицательные ионы положительно влияют на здоровья человека, а положительные ионыугнетающе. Ультрафиолетовое излучение характеризуется длиной волн в 295−400 нм. Это коротковолновая часть солнечного спектра. Оно оказывает большое воздействие на организм человека. Уровень ультрафиолетового излучения различен в разных климатических зонах на территории Российской Федерации. Севернее 57, 5 северной широты находятся зоны дефицита ультрафиолетового излучения. И для того, что набрать не менее 45 порций солнца, так называемых эритемных доз УФИ, требуется проводить большое количество времени под солнцем. Это необходимо для нормальной жизнедеятельности человека. Ультрафиолетовое излучение способно уничтожать микроорганизмы на коже, предупреждать рахит, способствует нормальному обмену минеральных веществ и повышению стойкости организма к инфекционным и другим заболевания организма. Были проведены специальные исследования, устанавливающие взаимосвязь, между количеством потребляемого излучения и простудными заболеваниями у детей. В результате этих исследований было установлено, что дети получавшие необходимую дозу ультрафиолета болеют почти в 10 раз меньше, чем дети с дефицитом УФИ. При недостатке ультрафиолетового облучения нарушается фосфорно-кальциевый обмен, увеличивается чувствительность организма к инфекционным заболеваниям, а также к простуде, возникают функциональные расстройства центральной нервной системы, обостряются некоторые хронические заболевания, снижается общая физиологическая активность. Человек теряет свою работоспособность. Особенную чувствительность к «световому голоду» проявляется у детей, у которых повышается вероятность авитаминоза Д. и всего этого можно сделать вывод, что в течение года погода постоянно меняется в зависимости от сезонов. Изменяется температурные условия, влажность, солнечное воздействие, температура, атмосферное давление и т. д. Человеческий организм приспосабливается, подстраиваясь под изменяющиеся условия. Если человек здоров, он может это сделать своевременно и неощутимо для организма. Поэтому изменения погоды практически не влияет на самочувствие здорового человека. Защитная реакция у больных людей значительно слабее. Их организмы не способны быстро приспосабливаться к резким погодным изменениям. Поэтому климатические условия и особенно их резкие перепады негативно влияют на них. Для снижения риска обострения болезни и возникновения опасных ситуаций необходимо проводить лечебно-профилактические меры при возникающих метеорологических угрозах.

1.2 Суточные ритмы физиологических процессов Основой периодических изменений функций организма человека являются суточные биоритмы. Благодаря им человек может напряженно работать в часы оптимального состояния организма, используя периоды относительно низкого функционирования для восстановления сил.

На все внешние воздействия человек реагирует в зависимости от фазы ритма, его силы и направленности реакции. Фаза биологических ритмов характеризуется положением колеблющейся системы в определенный момент времени. В период взаимодействия одного ритма с другим происходит совпадение или расхождение фаз. Резкое изменение внешних условий может привести к сдвигу фаз, который наблюдается, например, при перелетах человека на большие расстояния или при резкой смене климата.

В современной науке суточные ритмы человека используют в качестве универсального критерия оценки состояния здоровья.

Суточный ритм температуры тела, выполняющий роль своеобразного биологического синхронизатора, имеет огромное значение для адаптации организма к постоянно меняющимся условиям окружающей среды.

Суточная динамика температуры тела имеет волнообразный характер. Минимальное значение ее приходится на промежуток времени от 1 часа ночи до 5 часов утра, а максимальное? к 18 часам. Амплитуда колебания составляет 0,6 — 10 С.

Экспериментально установлено, что увеличение количества адреналина в крови происходит в утренние часы, до начала периода двигательной активности. Его максимум приходится на 9 часов, что обуславливает достаточно высокую психическую активность человека в первой половине дня.

Характерные изменения в течение суток претерпевает и биоэлектрическая активность мозга. Ночью у человека снижается память, мышечная сила, отмечается замедленность в действиях, увеличивается число ошибок при решении арифметических задач.

Обобщение опыта изучения периодических изменений организма человека, особенно его умственной, физической и психической активности, позволило ученым выразить общий суточный ритм, который можно использовать при организации процессов жизнедеятельности. В упрощенном виде, его можно представить следующим образом:

— первая половина дня (примерно до 12 — 13 часов) — максимальная активность;

— вторая половина дня (примерно до 15 — 16 часов) — спад активности;

— вечер (примерно до 20 — 21 часа) — небольшой подъем активности;

— поздний вечер и ночь — минимальная активность.

Суточные ритмы по «биологическим часам»

Раннее утро

4−5 часов — организм готовится к пробуждению.

К 5 ч. утра начинает снижаться продукция мелатонина, растет температура тела.

Незадолго до пробуждения, около 5:00 часов утра, в организме начинается подготовка к предстоящему бодрствованию: нарастает продукция «гормонов активности» — кортизола, адреналина. В крови увеличивается содержание гемоглобина и сахара, учащается пульс, повышается артериальное давление (АД), углубляется дыхание. Начинает повышаться температура тела, увеличивается частота фаз быстрого сна, растет тонус симпатической нервной системы. Все эти явления усиливаются под действием света, тепла и шума.

6 ч — выработка надпочечниками гормона «пробуждения» — кортизола.

Утро

С 7 до 9 утра — подъём, физкультура, завтрак.

9 часов — высокая работоспособность, быстрый счёт, хорошо работает кратковременная память. 9−10ч — время строить планы, «шевелить мозгами».

9 — 11 ч — повышается иммунитет.

День

до 11 часов — организм в отличной форме.

12 — активность головного мозга снижается. Кровь приливает к органам пищеварения. Постепенно начинает снижаться артериальное давление и пульс, но температура тела растёт и дальше.

15 — работает долговременная память.

После 16 — подъём работоспособности.

16−19 — высокий уровень интеллектуальной активности.

Вечер

После 19 часов — хорошая реакция, мозг активен.

После 20 часов психическое состояние стабилизируется, улучшается память.

После 21 часа почти в 2 раза возрастает количество белых кровяных телец (иммунитет), температура тела понижается, продолжается обновление клеток.

22 часа — Иммунитет усилен, чтобы охранять организм во время ночного отдыха.

Ночь

В первой половине ночи, когда преобладает медленный сон, выделяется максимальное количество соматотропного гормона, стимулирующего процессы клеточного размножения и роста. Недаром говорят, что во сне мы растем. Происходит регенерация и очищение тканей тела.

2 часа — у тех, кто не спит в это время, возможно состояние депрессии.

3−4 часа — самый глубокий сон. Минимальны температура тела и уровень кортизола, максимально содержание мелатонина в крови.

1.3 Десинхроноз Десинхроноз — это рассогласование биологических ритмов организма с физическими и социальными датчиками времени.

Десинхроноз бывает внутренним и внешним.

Внутренний — это нарушения согласования биоритмов внутри организма, например, изменение ритма питания по отношению к обмену веществ, рассогласование ритмов сна и бодрствования, приводящих к раздражительности, бессоннице, плохому самочувствию, нарушению ритма труда и отдыха.

Внешний десинхроноз возникает при рассогласовании внутренних биоритмов и условий внешней среды. Это — переезд из одного часового пояса в другой, сезонная десинхронизация.

Рассогласование и перестройка биологических ритмов проявляется в объективных и субъективных показателях. К первым относятся изменение артериального давления, нарушение сна, плохой аппетит, ко вторым — раздражительность, упадок сил. По длительности десинхроноз делится на острый и хронический, по силе рассогласования — на явный и скрытый, по объему проявления — на частичный и тотальный.

Десинхронизация биологических ритмов — сигнал неблагополучия. Любое заболевание является результатом нарушения той или иной функции организма и изменения ее суточной ритмичности.

Сильным десинхронизатором биологических ритмов является алкоголь. Малые дозы алкогольных напитков не вызывают серьезных сдвигов в биоритмах организма, тогда как большие, особенно в утренние и дневные часы, ведут к возникновению серьезных нарушений. Систематическое же употребление приводит к появлению хронического и тотального десинхроноза.

Исследования отечественных ученых показали, что после приема средней дозы алкоголя у человека в течение трех часов повышаются самочувствие, активность и настроение. Затем наступает резкое снижение этих проявлений, которое наблюдается около 27 часов. По истечении 45 часов после алкогольного воздействия все перечисленные параметры еще не достигают своего оптимального уровня. Только на третьи сутки происходит восстановление суточных ритмов физической работоспособности и работы гормональной системы.

Проблема профилактики десинхронозов является сегодня достаточно актуальной. Нервно-эмоциональное напряжение, интеллектуальные перегрузки, нарушения режима труда и отдыха могут привести к серьезным изменениям состояния здоровья.

В связи с этим возникает необходимость организации режима жизнедеятельности в строгом соответствии с ритмическими особенностями организма. Особое внимание следует уделить профилактике сезонных нарушений, организации работы при многосменной деятельности, синхронизации функций при переездах из одного часового пояса в другой. Не следует забывать об оптимизации умственных и физических нагрузок, строгом соблюдении режима труда и отдыха, графика и рациона питания.

Глава 3. Сердечно-сосудистая система Сердечно-сосудистая система — система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови и лимфы по организму человека и животных. В состав сердечно-сосудистой системы входят кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и главный орган кровообращения — сердце. Кровеносные сосуды делятся на: артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены.

Артерии — это цилиндрические трубки, по которым кровь течёт от сердца. Стенка артерий имеет три слоя: наружная оболочка — соединительно-тканная, средняя — гладкомышечная, внутренняя — эндотелиальная (имеет эластическую мембрану, которая придаёт стенкам прочность и упругость).

Вены несут кровь к сердцу. Стенки тоньше и слабее артериальных, оболочки идентичны артериальным. Стенки могут спадаться, мелкие вены имеют клапаны — препятствующие обратному току крови в тех местах, где кровь течет вверх по организму.

Лимфатические сосуды — сосуды, по которым в организме происходит отток лимфы из тканей и органов в венозную систему; часть лимфатической системы. Стенка лимфатического сосуда состоит из трёх слоев: наружного, представленного соединительнотканной оболочкой, среднего, состоящего из клеток гладкой мышечной ткани, и внутреннего, сложенного эндотелиоцитами.

Капилляры — микроскопические сосуды, соединяющие артериолы с венулами. В стенках крупных лимфатических сосудов есть нервные окончания и мелкие кровеносные сосуды. Общая длина всех капилляров — 100 тысяч км в одном человеке. Стенка образована тонкой соединительно-тканной базальной мембраной.

Основной функцией системы кровообращения является обеспечение органов питательными веществами, биологически активными веществами, кислородом и энергией; а также с кровью извлекаются из органов продукты распада, направляясь в отделы, выводящие вредные и ненужные вещества из организма.

Сердце. Сердце — полый мышечный орган, форма конуса, расположен в грудной полости позади грудины.

Рис 1. Сердце человека Поверхности: грудино-рёберная, диафрагмальная. Стенка имеет три слоя: внутренний — эндокард (его выросты образуют клапаны), средний — миокард (на Рис 1. — сердечная мышца), наружный — эпикард (на Рис 1. — жировая прослойка). Между перикардом и эпикардом находится серозная жидкость. Сердце продольной перегородкой делится на правую и левую половинки.

В верхней части каждой половинки — предсердия, в нижней части — желудочки. Каждое предсердие сообщается с желудочками через клапаны. У взрослого человека его объём и масса составляют в среднем для мужчин 783 см? и 332 г, для женщин — 560 см? и 253 г. Через сердце человека в течении суток проходит от 7 000 до 10 000 литров крови, за год около 3 150 000 литров.

Функция сердца — ритмическое нагнетание крови из вен в артерии, то есть создание градиента давления, вследствие которого происходит её постоянное движение. Это означает, что основной функцией сердца является обеспечение кровообращения сообщением крови кинетической энергии. Сердце поэтому часто ассоциируют с насосом. Его отличают исключительно высокие производительность, скорость и гладкость переходных процессов, запас прочности и постоянное обновление тканей Круги кровообращения. Человек и все позвоночные животные имеют замкнутую кровеносную систему. Сердечно-сосудистая система человека образует два соединённых последовательно круга кровообращения: большой и малый.

Большой круг кровообращения обеспечивает кровью все органы и ткани, он начинается в левом желудочке, откуда выходит аорта, а заканчивается в правом предсердии, куда впадают полые вены.

Малый круг кровообращения ограничен циркуляцией крови в лёгких, здесь происходит обогащение крови кислородом и выведение углекислого газа; он начинается правым желудочком, из которого выходит лёгочный ствол, а заканчивается левым предсердием, в которое впадают лёгочные вены.

Во время работы сердца возникают звуки — тоны: систолический — низкий, глухой, продолжительный (колебание створок захлопываются двухи трёхстворчатые клапаны, колебание натягивает сухожильные нити). Диастолический — короткий, высокий (захлопывают полулунные клапаны аорты и лёгочного ствола). Сердце сокращается ритмично в условиях покоя с частотой 60−70 ударов в минуту. Частота ниже 60 — брадикардия, выше 90 — тахикардия. Сокращение мышц сердца — систола, расслабление — диастола. Полный цикл сердечной деятельности происходит за 0,8 секунды.

Частота сердечных сокращений. Пульс (частота сердечных сокращений, ЧСС) — синхронное с сокращением сердца периодическое расширение кровеносных сосудов, видимое глазом и определяемое на ощупь. При каждом сердечном сокращении артерии пульсируют, когда кровь проталкивается через них. Пульс — волна колебаний, распространяющихся по стенкам аорты, и возникающих при сокращении левого желудочка сердца. Чаще всего пульс определяют нащупыванием тремя пальцами у основания кистей рук снаружи над лучевой костью или на основании височных костей. Пульс здорового нетренированного человека — это интервал между пульсовыми ударами удержанным, четким и одинаковым. У мужчины в состоянии покоя — 75−80 ударов в минуту, женщины — 60−75. При физической нагрузке, изменении эмоционального состояния, а также при связанных с дефицитом гемоглобина в крови и других заболеваниях частота пульса увеличивается, так как организм человека стандартно реагирует на требование органам и тканям повышенного кровоснабжения увеличением сердечных сокращений.

На частоту пульса влияет также рост (чем выше рост, тем меньше количество сердечных сокращений в минуту), возраст (пульс новорожденного ребенка в состоянии покоя равен 120—140 ударам в минуту, и только к 15 годам достигает нормы), пол (у мужчин в среднем пульс несколько ниже, чем у женщин), натренированность организма (при подверженности организма постоянным активным физическим нагрузкам пульс в состоянии покоя уменьшается). У профессиональных спортсменов пульс до нагрузки — 40−50 ударов в минуту. Тренированность также влияет на пульс. После серьезного физического напряжения, такого, как длительный бег, сильная нагрузка на мышцы и т. п. пульс может достигать 150—205 ударов в минуту.

Нервная система.

Нервная система — целостная морфологическая и функциональная совокупность различных взаимосвязанных нервных структур, которая совместно с гуморальной системой обеспечивает взаимосвязанную регуляцию деятельности всех систем организма и реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды. Центральную нервную систему составляют спинной и головной мозг. Основными функциями центральной нервной системы являются:

1) регуляция деятельности всех тканей и органов и объединение их в единое целое;

2) обеспечение приспособления организма к условиям внешней среды (организация адекватного поведения соответственно потребностям организма).

Управление различными функциями осуществляется и гуморальным путем (через кровь, лимфу, тканевую жидкость), однако нервная система играет главенствующую роль. У высших животных и человека ведущим отделом центральной нервной системы является кора больших полушарий, которая управляет также наиболее сложными функциями в жизнедеятельности человека — психическими процессами (сознание, мышление, память и др.). Структурной единицей нервной системы является нервная клетка с отростками — нейрон. Вся нервная система представляет собой совокупность нейронов, которые контактируют друг с другом при помощи специальных аппаратов — синапсов. По структуре и функции различают три типа нейронов:

— рецепторные, или чувствительные;

— вставочные, замыкательные (кондукторные);

— эффекторные, двигательные нейроны, от которых импульс направляется к рабочим органам (мышцам, железам).

Нервная система условно подразделяется на два больших отдела — соматическую или анимальную, нервную систему и вегетативную, или автономную, нервную систему.

Соматическая нервная система осуществляет преимущественно функции связи организма с внешней средой, обеспечивая чувствительность и движение вызывая сокращение скелетной мускулатуры. Так как функции движения и чувствования свойственны животным и отличают их от растений, эта часть нервной системы получила название анимальной (животной).

Вегетативная нервная система оказывает влияние на процессы так называемой растительной жизни, общие для животных и растений (обмен веществ, дыхание, выделение и др.), отчего и происходит ее название (вегетативная — растительная). Обе системы тесно связаны между собой, однако вегетативная нервная система обладает некоторой долей самостоятельности и не зависит от нашей воли, вследствие чего ее также называют автономной нервной системой. Ее делят на две части симпатическую и парасимпатическую. В нервной системе выделяют центральную часть — головной и спинной мозг — центральная нервная система и периферическую, представленную отходящими от головного и спинного мозга нервами.

В мозге выделяют серое и белое вещество. Серое вещество образуется скоплениями нервных клеток (с начальными отделами отходящих от их тел отростков). Отдельные ограниченные скопления серого вещества носят названия ядер. Белое вещество образуют нервные волокна, покрытые миелиновой оболочкой (отростки нервных клеток, образующих серое вещество). Нервные волокна в головном и спинном мозге образуют проводящие пути.

К нервной системе относятся головной и спинной мозг, а также нервы, нервные узлы, сплетения и т. п. Все эти образования преимущественно построены из нервной ткани, которая способна:

— возбуждаться под влиянием раздражения из внутренней или внешней для организма среды и

— проводить возбуждение в виде нервного импульса к различным нервным центрам для анализа, а затем

— передавать выработанный в центре «приказ» исполнительным органам для выполнения ответной реакции организма в форме движения (перемещения в пространстве) или изменения функции внутренних органов.

Головной мозг — часть центральной системы, находящаяся внутри черепа. Состоит из ряда органов: большого мозга, мозжечка, ствола и продолговатого мозга.

Спинной мозг образует распределительную сеть центральной нервной системы. Лежит внутри позвоночного столба, и от него отходят все нервы, образующие периферическую нервную систему.

Периферические нервы представляют собой пучки, или группы волокон, передающих нервные импульсы. Могут быть восходящими, если передают ощущения от всего тела в центральную нервную систему, и нисходящими, или двигательными, если доводят команды нервных центров до всех участков организма.

Нервная система человека классифицируется по условиям формирования и виду управления :

— Низшая нервная деятельность

— Высшая нервная деятельность По способу передачи информации :

— Нейрогуморальная регуляция

— Рефлекторная регуляция По области локализации :

— Центральная нервная система

— Периферическая нервная система По функциональной принадлежности :

— Вегетативная нервная система

— Соматическая нервная система

— Симпатическая нервная система

— Парасимпатическая нервная система Центральная нервная система (ЦНС) включает те части нервной системы, которые лежат внутри черепа или позвоночного столба. Головной мозг — это часть ЦНС, заключенная в полости черепа.

Вторым крупным отделом ЦНС является спинной мозг. Нервы входят в ЦНС и выходят из нее. Если эти нервы лежат вне черепа или позвоночника, они становятся частью периферической нервной системы. Некоторые компоненты периферической системы имеют весьма отдаленные связи с центральной нервной системой; многие ученые считают даже, что они могут функционировать при весьма ограниченном контроле со стороны ЦНС. Вегетативная система в основном ответственна за регуляцию внутренней среды: она управляет работой сердца, легких, кровеносных сосудов и других внутренних органов. Пищеварительный тракт имеет свою собственную внутреннюю вегетативную систему, состоящую из диффузных нервных сетей.

Анатомической и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка — нейрон. Нейроны имеют отростки, с помощью которых соединяются между собой и с иннервируемыми образованиями (мышечными волокнами, кровеносными сосудами, железами). Отростки нервной клетки неравнозначны в функциональном отношении: некоторые из них проводят раздражение к телу нейрона — это дендриты, и только один отросток — аксон — от тела нервной клетки к другим нейронам или органам.

Отростки нейронов окружены оболочками и объединены в пучки, которые и образуют нервы. Оболочки изолируют отростки разных нейронов друг от друга и способствуют проведению возбуждения. Покрытые оболочками отростки нервных клеток называются нервными волокнами. Число нервных волокон в различных нервах колеблется от 102 до 105. Большинство нервов содержат отростки как чувствительных, так и двигательных нейронов. Вставочные нейроны преимущественно располагаются в спинном и головном мозге, их отростки образуют проводящие пути центральной нервной системы.

Большинство нервов человеческого тела смешанные, то есть содержат и чувствительные, и двигательные нервные волокна. Именно поэтому при поражении нервов расстройства чувствительности почти всегда сочетаются с двигательными нарушениями.

Раздражение воспринимается нервной системой через органы чувств (глаз, ухо, органы обоняния и вкуса) и специальные чувствительные нервные окончания — рецепторы, расположенные в коже, внутренних органах, сосудах, скелетных мышцах и суставах.

космический погода человек физиология

Глава 4. Влияние космической погоды на сердечно-сосудистую и центральную нервную систему человека Заболевания сердечно-сосудистой системы, и особенно ишемическая болезнь сердца и артериальная гипертония, стали в последние десятилетия наиболее распространенными на Севере, причинами ранней инвалидности и смертности трудоспособного населения. Одной из важных особенностей течения этих заболеваний на Севере является сезонное обострение патологии в октябре-ноябре и марте-апреле. Многочисленные исследования выявили, что основным экстремальным фактором, отрицательно влияющим в эти периоды на состояние больных, становятся геомагнитные возмущения и их крайние проявления — геомагнитные бури. Это связано с тем, что максимальные колебания геомагнитного поля наблюдаются в поясе, концентричном с полюсом однородной намагниченности, между 60 и 70 градусами геомагнитных широт. Поэтому наибольшее усиление биологических эффектов в период геомагнитных бурь отмечается в этой зоне или вблизи нее. Периоды же, совпадающие с октябрем-ноябрем и мартом-апрелем, характеризуются наиболее мощными всплесками геомагнитной активности. Отмечено, что в эти периоды увеличения геомагнитной активности чаще всего возникают инсульты и гипертонические кризы, нарастает число обострений ишемической болезни сердца, нередко приводящих к инфаркту миокарда.

Кроме того, в период полярной ночи резко увеличивается число трудопотерь по причине болезней, что наносит большой экономический ущерб, т.к. в процессе жизнедеятельности сердечно-сосудистая система одной из первых реагирует на изменения окружающей среды, в частности на электромагнитные колебания, что ведет и к изменениям в физиологической регуляции организма человека. Исследования, проведенные в 1980;198 г. г. Н. Р. Деряпой, В. И. Хаснулиным и другими, показали, что ухудшение самочувстви в период геомагнитных бурь и других неадекватных для состояния человека погодных и атмосферных явлений связано прежде всего дизадаптивными расстройствами в организме ослабленных или больных людей. Эти расстройства проявляются в виде ухудшения функциональных, биохимических, эндокринных, биофизических и иммунологических показателей. Связь дизадаптивных расстройств с воздействием экстремальных погодных и других геофизических факторов позволяет назвать их метеотропными или метеопатическими реакциями. Здоровые люди субъективно не ощущают воздействия неблагоприятных геофизических факторов. Лишь объективно у них в этот период можно зафиксировать мобилизацию основных физиологических, биохимических, иммунологических гомеостатических процессов.

Другими словами, метеопатические (дизадаптивные) реакции возникают только у больных людей, с истощением резервных приспособительных механизмов. Установлено, что патогенетическими механизмами, обостряющими развитие сердечно-сосудистой патологии на севере, являются: нарушение липидного обмена, синдром липидной гиперпероксидации, снижение функции печени по обезвреживанию токсических веществ. Оказалось, что наибольшее нарушение липидного обмена у больных с ишемической болезнью сердца проявляется в виде увеличения концентрации в крови грубодисперсных форм липопротеидов низкой (ЛПНП) и очень низкой (ЛПОНП) плотности.

Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию магнитного поля.

На уровне нервной клетки, структурных образований по передаче нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии магнитного поля малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций.