КЛИМАТОФИЗИОЛОГИЯ

Климатофизиология (климат + физиология) — раздел медицинской климатологии, изучающий характер формирования приспособительных реакций и функций различных органов и систем организма человека под влиянием климатических и связанных с ними других природных факторов. Климатофизиология тесно связана с общей биологией, физиологией и экологией.

Природные (климатогеографические) факторы, к к-рым относятся солнечная радиация, атмосфера, космическое излучение, физические и химические свойства воздуха, электромагнитные и гравитационные поля Земли и другие, образуют среду обитания и обеспечивают возможность жизнедеятельности.

Периодические смены погодных и климатических условий, а также перемещение людей в различные климатические зоны вызывают временные или стойкие реакции приспособления, которые касаются всего организма и его отдельных функциональных систем до клеточного и молекулярного уровня; они выражаются в биохимических, морфологических и в общих физиологических процессах адаптации (см. Адаптация, Акклиматизация).

Физиологические, реакции на действие факторов погоды и климата (см.) рассматриваются как благоприятные, или адекватные, если отклонение в реакциях функциональных систем от обычного уровня служит стимулом к развертыванию процессов саморегуляции, возвращающих данные системы к оптимальному режиму функционирования. В случае экстремальности климатических условий и при различных заболеваниях возможно нарушение процессов саморегуляции, при этом физиол. реакции переходят в патофизиол, (см. Климатопатология).

Влияние отдельных природных факторов на организм человека имеет свои характерные черты. Космическое излучение и связанные с ним потоки элементарных частиц, достигающих поверхности Земли, создают определенный фон ионизирующего излучения, к-рое является для человека естественной средой, и оказывают биол, влияние на метаболические и мутагенные процессы, протекающие в организме.

УФ-лучи, проникая в кожу на глубину 0,5—1 мм, вызывают бактерицидный эффект; под их воздействием в коже из провитамина D образуется витамин D3. Кроме того, УФ-лучи повышают возбудимость нервных окончаний и функцию сальных желез, способствуют образованию гистамина и других биологически активных веществ, УФ-лучи могут также изменять характер воздушной среды, вызывая фотоэлектрический и ионизирующий эффекты, оказывающие вторичное влияние на организм.

Повторные умеренные облучения стимулируют деятельность нервной и эндокринной систем, улучшают иммунобиологическую реактивность, обменные процессы, способствуют регенерации тканей (см. Ультрафиолетовое излучение).

Видимая часть радиации Солнца, кроме обеспечения зрительных восприятий, повышает уровень жизнедеятельности организма. Изменение освещенности, смена дня и ночи приобретает условнорефлекторное сигнальное значение для проявления суточных и сезонных биологических ритмов (см.). Эта периодичность жизненных проявлений свойственна клеткам организма и имеет генетическую основу. Суточный ритм смены дня и ночи и приуроченные к ним периоды сна и бодрствования оказывают влияние на все жизненные функции организма. У человека суточный ритм имеют процессы обмена веществ, изменения температуры тела, нервной возбудимости, кровообращения, АД, пищеварения, работоспособности и т. д. Нарушение режима труда и отдыха, серьезное заболевание могут повлиять на ритмику жизненных процессов; суточная периодика временно нарушается при переезде в другой пояс времени — так наз. десинхронозы (см. Климатопатология). Сезонные изменения физиологических функций резко очерчены у животных, у человека сезонность выражена в меньшей степени. Весной наблюдается нек-рая активизация деятельности желез внутренней секреции, обмена веществ, повышение общей реактивности. Летом усиливается теплоотдача, основной обмен несколько снижается с последующим небольшим повышением осенью и медленным падением к зиме.

В теплое время года АД несколько снижается, а минутный объем сердца возрастает. Сезонная перестройка эндокринной регуляции, гелиогеофиз. и погодные периодические изменения отражаются на течении некоторых хронических заболеваний.

Инфракрасная радиация Солнца обеспечивает температурный режим окружающей среды, необходимый для жизни, оказывая влияние на физ. и хим. системы терморегуляции (см.). Высокая температура воздуха вызывает значительное расширение периферических кровеносных сосудов, учащение пульса, увеличение минутного объема сердца с нек-рым снижением АД. Кровоток во внутренних органах и в мышечной ткани несколько замедляется. Возбудимость нервной системы и секреция пищеварительных желез временно снижается, возможно небольшое понижение обмена веществ. Низкая температура воздуха приводит к сужению периферических сосудов, особенно конечностей; количество циркулирующей крови уменьшается, теплоотдача замедляется. Возбудимость нервной системы и выделение гормонов коры надпочечников значительно повышаются. Теплообразование, обмен веществ возрастают, если отсутствует переохлаждение. По мере адаптации указанные реакции сглаживаются. Умеренная влажность воздуха повышает увлажнение кожи и слизистых оболочек дыхательных путей; в случае низких температур она способствует охлаждению, а в случае высоких, ослабляя испарение пота, затрудняет теплоотдачу.

Движение воздуха обеспечивает нормальный теплообмен, ветер увеличивает теплообмен организма путем конвекции и испарения пота, а также действует как механический раздражитель. Умеренный ветер, вызывая нек-рое раздражение рецепторов кожи, способствует стимуляции обмена веществ, сильный ветер понижает его, а при скорости в 10 м/сек он вызывает и затруднение дыхания. Ветер в сочетании с низкой температурой воздуха усиливает эффект охлаждения, повышая теплоотдачу, при температуре же воздуха выше температуры тела — затрудняет ее.

Атмосферное давление и его колебания оказывают влияние на организм путем изменения насыщения кислородом артериальной крови и механически — действием давления на рецепторы замкнутых полостей тела (плевры, брюшины), а также сосудов. При повышении атмосферного давления в пределах обычных колебаний несколько снижается систолическое и диастолическое АД, возрастает частота пульса, при понижении давления эти реакции имеют противоположную направленность. Хим. состав воздуха обеспечивает функцию газообмена (см.). Отклонения в количественном составе и парциальном давлении кислорода воздуха регулируются до определенной степени системой внешнего дыхания, кровообращения и тканевого дыхания. Аэроионы отрицательного и положительного знака заряда в небольшом количестве постоянно находятся в свободной атмосфере (см. Аэроионизация). Легкие отрицательные ионы, видимо, активизируя молекулы кислорода, оказывают благоприятное влияние на функцию дыхания, сердечно-сосудистую систему, обменные процессы. Положительные ионы, особенно тяжелые, в ряде случаев оказывают угнетающее влияние на эти системы и функции организма.

Гравитационное поле Земли способствует развитию костно-мышечной системы. Сила мышц и кровообращение в значительной степени связаны с силой земного притяжения и корригируются антигравитационными рефлексами. Электрические и магнитные поля в земной атмосфере оказывают влияние на биоэлектрические процессы и функц, состояние организма. Резкие магнитные возмущения, связанные с повышенной солнечной активностью, способны оказывать нек-рое угнетающее действие на в. н. д.

Влияние погодных условий складывается из сочетанного действия перечисленных выше метеорол, элементов и других природных явлений. При этом, в зависимости от характера погоды и климата, роль отдельных метеофакторов может быть более или менее выражена.

Влияние климатогеографических зон на организм человека обусловлено характером местных погодных условий. Применением целого ряда технических устройств, приспособлений, одежды и жилья, а также совершенствованием физиологической адаптации путем закаливания (см.) человек обеспечивает для себя возможность жить во всех климатических зонах Земли (см. Климат).

У людей, постоянно живущих в условиях климата тундры, тайги и полярных р-нов или акклиматизировавшихся к этим условиям, развиваются приспособительные реакции организма к значительному охлаждению; недостаточность ультрафиолетовой и световой радиации в определенной степени компенсируется в солнечную часть года. Климат лесов и степей умеренной зоны способствует разносторонней адаптации к умеренно холодной и умеренно жаркой погоде, к резко выраженным сезонным изменениям года. Климат жаркой зоны приводит к усиленным процессам теплоотдачи, некоторому снижению теплообразования организма и к усилению водно-солевого обмена. Интенсивная инсоляция компенсируется повышенной пигментацией кожи. Морской климат через аэрозоли воздуха обогащает организм солями морской воды, ослабляет влияние жаркой и холодной погоды. Горный климат вызывает главным образом приспособительные реакции к пониженному атмосферному давлению, усиливает функцию внешнего дыхания, кровообращения и кроветворения; постепенно повышается утилизация кислорода тканями, усиливается гликолиз.

Особенности различных географических зон, смена погоды и сезонов года, переезды людей в непривычные климатические условия, характер труда и быта способны приводить к недостаточности или к избыточности действия отдельных климатических факторов, затрудняющих реакции приспособления. В любом климате при недостаточной адаптации возможны климатопатологические реакции.

Возраст также имеет существенное значение в формировании приспособительных реакций на действие климатических факторов. Так, дети весьма чувствительны к недостатку и избытку ультрафиолетовой радиации, у маленьких детей еще слабо развиты терморегуляционные системы. В раннем детском, подростковом и юношеском возрасте отмечается высокая реактивность на действие непривычных климатических факторов. В пожилом возрасте реактивность снижена, но вместе с тем сужен диапазон приспособительных возможностей организма (см. Климатопатология). Способность организма в начальных периодах адаптации (см.) повышать выносливость, общую резистентность позволяет использовать стимулирующую роль природных факторов как средство укрепления здоровья, закаливания, а также для более эффективного отдыха, лечения и мед. реабилитации.

См. также Климатология медицинская, Климатотерапия.

Библиография: Бартон А. и Эдхолм О. Человек в условиях холода, пер. с англ., М., 1957; Воронин H. М. Современные проблемы медицинской климатологии, в кн.: Вопр. Эксперим, и клин, курортол. и физиогер., под ред. Ю. Е. Данилова, с. 201, М., 1973; Голиков А. П. и Голиков П. П. Сезонные биоритмы в физиологии и патологии, М., 1973, библиогр.; Климат и человек, Вопр, геогр., № 89, М., 1972; Матюхин В. А., Демин Д. В. и Евцихевич А. В. Биоритмология перемещений человека, Новосибирск, 1976, библиогр.; Сердюк А. М. Взаимодействие организма с электромагнитными полями как с фактором окружающей среды, Киев, 1977, библиогр.; Физиология человека в пустыне, под ред. Э. Адольфа, пер. с англ., М., 1952, библиогр.; Харрисон Дж. и др. Биология человека, Климатическая адаптация, пер. с англ., с. 367, М., 1968; Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь, М., 1976, библиогр.; Юнусов А. Ю. Адаптация человека и животных к высокой температуре, Ташкент, 1971, библиогр.; Ярославцев В. Л. Суточный цикл физиологических функций у человека . в условиях постоянного места жительства и при дальних переездах, Иркутск, 1968, библиогр.; Sulman F. G. Health, weather and climate, Basel, 1976.

H. М. Воронин, B. O. Альбер.