Экологический портал

Главная страница экологического портала Правила карта сайта Обратная связь
Навигация по сайту
Это интересно!
Присоединяйся!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Сейчас на сайте
Сейчас на сайте:
Пользователей: 0
Отсутствуют.
Роботов: 2
Yandex, Googlebot
Гостей: 15
Всех: 17
Именниников сегодня нет

Космические факторы и их влияние на организм

 Экологические статьи » Экология человека  3-08-2012, 17:01  Author: dudarev93
Космические факторы и их влияние на организм

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.

Кроме космических лучей существует межпланетное магнитное поле плотностью 1-30 нТ^2 (рис. 5).

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. Совершаются мощные взрывы, которые сопровождаются выбросом элементарных частиц. Непрерывное рас­ширение верхней части солнечной атмосферы сопровождается корпус­кулярным излучением. Скорость этого расширения по мере удаления от Солнца увеличивается. На расстоянии нескольких десятков солнечных радиусов оно достигает 400 км/с. Это так называемый спокойный сол­нечный ветер. Он увлекает за собой магнитное поле Солнца, вытягивая его силовые линии (см. рис. 5). Солнечный ветер содержит небольшое количество энергии. Вместе с тем он играет значительную роль в пе­редаче к Земле возмущений, обусловленных явлениями солнечной активности. Активность Солнца по отношению к Земле периодически изменяется. Различают циклы суточные, годовые, 5—6- летние, 11-лет­ние, 80-90-летние и многовековые. Периоды максимальной активнос­ти приходятся на 7-17 лет, минимальной — на 9—14 лет.

Космические факторы и их влияние на организм


Рис. 5. Межпланетное магнитное поле. Воздействие солнечного ветра на магнитное поле Земли (рисунок взят с сайта http://solarwind.cosmos.ru/)

Результаты многочисленных исследований показывают, что не­рвная система обладает наибольшей чувствительностью к измене­нию солнечной активности. Впервые это свойство было обнаружено A.JI. Чижевским; его наблюдения основывались на изучении величи­ны электрических потенциалов кожи в периоды повышенной солнеч­ной активности.

Обнаружена зависимость обострения таких заболеваний, как ши­зофрения, эпилепсия и маниакально-депрессивные состояния, от сол­нечной активности (Сидякин В.Г., 1986).

Земля имеет постоянное магнитное поле, на которое накладываются периодические и случайные изменения. Полагают, что они обусловле­ны электрическими явлениями в атмосфере. Периодические изменения магнитного поля Земли могут быть связаны с солнечной активностью и иметь вековую, годовую, сезонную и суточную цикличность.

Переменные магнитные поля, возникающие вокруг Земли, полу­чили название магнитных возмущений, или магнитных бурь. Магнит­ные бури возникают в результате проникновения в атмосферу Земли летящих от Солнца со скоростью 1000-3000 км/с заряженных частиц (корпускул).

О влиянии магнитных бурь на состояние человека известно уже давно. Установлено, что при выполнении корректурных проб во вре­мя магнитных бурь увеличивается число ошибок, появление которых свидетельствует о преобладании возбудительного процесса в высших отделах мозга. Число ошибок еще более возрастает на 2-е сугки пос­ле смены знака геомагнитного поля. Показано, что во время геомаг­нитных возмущений даже у тренированных лиц отмечается резкое снижение краткосрочной памяти, объема и интенсивности внимания вследствие уменьшения уровня активации головного мозга. Эти из­менения более выражены у пожилых людей, а также у лиц, прожива­ющих на Крайнем Севере. Значительные изменения функциональ­ного состояния ЦНС, по-видимому, являются причиной увеличения количества несчастных случаев и травм во время магнитных бурь. По­лагают, что у человека в результате десинхронизации функций ЦНС могут усиливаться нервно-психические расстройства. Предполагают, что геомагнитные возмущения могут вызвать нарушения межполушарных отношений головного мозга с сопутствующей акцентуацией отдельных психических функций, а также рассогласование внутрен­них ритмов организма с ритмом внешней среды. Не исключено, что роль пейсмекера, действующего на человека при таких возмущени­ях, могут выполнять короткопериодические колебания поля Земли, которые затухают при изменении солнечной активности (Владимир­ский Б.М. и др., 1982).

Солнечная радиация, достигающая Земли, имеет сложный спек­тральный состав и оказывает выраженное биологическое действие на организм человека. Спектр Солнца представлен следующими видами излучений: инфракрасным (до 60% общей энергии радиации), ультра­фиолетовым (менее 0,5%), ионизирующим и видимыми лучами (око­ло 40%). Гамма-, рентген-, коротковолновые ультрафиолетовые лучи полностью поглощаются атмосферой. Длинноволновое УФ-излучение достигает поверхности Земли.

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.

В настоящее время большинство исследователей признают не только тепловое, но и фотохимическое действие ИК-лучей на орга­низм. Отмечается поглощение ИК-лучей белками крови и активация ферментных процессов.

Общее действие ИК-лучей — нагревание с образованием выра­женной разлитой эритемы с выделением физиологически активных веществ (например, ацетилхолина), которые поступают в кровоток и вызывают усиление обменных процессов в отдаленных от мест облу­чения тканях и органах- Общая реакция организма выражается в пе­рераспределении крови в сосудах, повышении числа эозинофилов в периферической крови, повышении общей сопротивляемости орга­низма.

Под действием инфракрасных лучей наблюдается: перераспреде­ление крови, учащение пульса, повышение максимального и пониже­ние минимального АД, повышение температуры тела, усиление пото­отделения. Рефлекторно увеличивается теплообразование во многих органах, стимулируется функция почек, расслабляется мускулату­ра. В результате наблюдается ускорение регенеративных процессов, уменьшение болевых ощущений (Пивоваров Ю.П., 1999).

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.

Биологическое значение световой радиации для человека прежде всего состоит в возможности зрительных восприятий, что связано с механизмами фоторецепции. Световые лучи проникают в тело на глубину около 2,5 см. Они стимулируют биохимические процессы, увеличивают иммунную реактивность, способствуют образованию пигмента. Повышают возбудимость коры головного мозга, деятельность желез внутренней секреции, обмена веществ. При этом разные цвета видимого спектра оказывают различное влияние на нервно- психические процессы: красно-желтые цвета оказывают бодрящее действие (так, Жак Бенуа доказал, что красные и оранжевые лучи солнечного света стимулируют половые железы, вызывая ускоренное созревание гонад); сине-фиолетовые цвета оказывают успокаиваю­щее действие и т.д. В.М. Бехтерев рекомендовал помещать в палаты голубого цвета лиц с психическим возбуждением, а с психическим угнетением — в палаты с розовыми стенами. В настоящее время ус­тановлено, что окраска стен существенно влияет на работоспособ­ность людей.

Одним из важнейших следствий периодического изменения ос­вещенности является создание циркадных ритмов. Они способству­ют чередованию активной деятельности и восстановительных про­цессов.

Ультрафиолетовые лучи. Ультрафиолетовые лучи впервые открыл Ritter 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).

Механизмы действия УФ на организм (Пивоваров Ю.П., 1999): не­посредственное (физическое), гуморальное, рефлекторное, витами­низирующее.

В результате физического воздействия УФ-лучей в коже проис­ходит в первую очередь повреждающее действие на клетку с денату­рацией белков и последующим развитием местной реакции в виде эритемы. Эритема — асептическое воспаление со всеми признаками, характеризующими любой воспалительный процесс: покраснение, боль, припухлость и даже нарушение функций.

Гуморальное воздействие связано с появлением гистамина и гис- таминоподобных веществ. Разрушение 1 мг белка сопровождается выходом 1 мкг гистамина. Гистамин является физиологическим анта­гонистом адреналина и норадреналина, таким образом гистамин сти­мулирует симпатико-адреналовую и гипофизарно-надпочечниковую системы, которые играют большую роль в приспособительных и ком­пенсаторных реакциях организма.

В эксперименте доказано, что УФ-излучение стимулирует симпа­тическую нервную систему, что может приводить к усилению выведе­ния холестерина из организма. Кроме того, УФ-лучи изменяют прямую и непрямую возбудимость поперечно-полосатой и гладкой мускулату­ры. Гак, наблюдаются усиление моторики кишечника, спазм бронхов, сужение просвета сосудов.

Под действием УФ-лучей (290-313 им) происходит образование витамина Д из 7,8-дегидрохолестерина (провитамина D).

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 поврежденной ткани.
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, особенно 301-303 нм. Чаще рак кожи раз­вивается у людей со светлой кожей.
загрузка...