Влияние природных факторов на развивающийся организм

Особое значение в эволюции живого вещества а формировании свойств развивающихся организмов принадлежит физическим факторам биосферы Земли, которые зависят прежде всего от динамики космических процессов.

Известно, что в каждый данный момент космогеофизическая обстановка определяется активностью Солнца, взаимным расположением планет, фазами Луны, положением Земли в межпланетном магнитном поле, галактическим космическим излучением. Это, в свою очередь, определяет параметры магнитных и гравитационных полей, интенсивность электромагнитных и корпускулярных потоков, электрические свойства биосферы, погодные условия на Земле. Сдвиги параметров физических полей в биосфере Земли могут менять функционирование организмов, влияя на физико-химические свойства молекул организма, в частности, через явление ядерного магнитного резонанса, активность ферментов, скорость биохимических реакций, структуру и транспортные свойства клеточных мембран, активность электро- и хемоуправляемых ионных каналов, экспрессию генов и клеточных рецепторов, возбудимость нейронов и т.д. Эти изменения могут влиять на формирование конституциональных особенностей организмов.

Внешняя среда, в которой происходило зачатие, внутриутробное развитие и рождение человека, накладывает существенный отпечаток на его биоритмическую структуру и адаптационный потенциал.

Все больше данных свидетельствует о том, что сила воздействия факторов внешней среды в период развития беременности, а также изменения в самом организме матери определяют устойчивость будущего человека к тем или иным экстремальным условиям, а также склонность к определенным заболеваниям. Это позволяет предположить, что сила воздействия космических, геофизических, погодных и других факторов, их соотношение и ритм, влияния на организм беременной женщины, как бы заводят биологические часы каждого человека и определяют его приспособленность к изменяющимся условиям среды и долголетие. Если же в период беременности какой-либо из экологических факторов не имел необходимой интенсивности, либо воздействовал в другом ритме, организм, встречаясь с ним, уже не имеет необходимой программы для его преодоления. Таким образом, существенно снижается его устойчивость к экстремальным условиям среды, сокращаются резервы здоровья и прогноз возможной продолжительности жизни.

Люди, родившиеся в годы активного Солнца (когда отмечается, в частности, существенное увеличение напряженности геомагнитного поля), отличаются более высокой сопротивляемостью к действию различных патогенных факторов по сравнению с теми, кто родился в годы относительно спокойного Солнца. Они менее чувствительны к магнитным бурям. Этот феномен получил название гелиомагнитного или гелиогеофизического импринтинга, то есть запечатлевания развивающимся организмом параметров той электромагнитной среды, которая действовала в период пренатального онтогенеза и влияла на формирование закономерностей реактивности организма. Феномен импринтинга зависит от конкретных геофизических условий. Так, например, в некоторых регионах Камчатки и Курильских островов степень его проявления у людей, родившихся в годы минимальной активности Солнца, в четыре раза выше по сравнению с лицами, родившимися в эти же годы в Новосибирске.

Накопленные к настоящему времени факты свидетельствуют, что развитие эмбриона и плода при высокой солнечной активности приводит к появлению детей, более устойчивых к изменению условий внешней среды. При этом считается, что 2-й и 5-й месяцы пренатального онтогенеза могут быть отнесены к периодам повышенной чувствительности организма в отношении различных экзогенных факторов. Установлено, что чем выше уровень активности Солнца в период внутриутробного развития, тем меньше рост и масса тела младенцев.

Уровень систолического и диастолического давления у школьников тем выше, чем больше солнечная активность в год их рождения. Причем разница в величинах артериального давления у детей, родившихся в годы с минимальной и максимальной активностью Солнца, существенна.

Население, рожденное в зоне повышенной гравитации, в 1,5 раза реже болеет ишемической болезнью сердца, сосудистыми поражениями мозга в сравнении с населением, живущим в районах с обычной силой тяжести.

Интересна проблема генеза функциональной асимметрии у человека, в частности право- и леворукости. Накопленные к настоящему времени сведения позволяют считать, что важное значение в распределении право- и леворукости принадлежит резким изменениям напряженности геомагнитного и гравитационного полей в период пренатального онтогенеза.

При сопоставлении частоты рождения детей (на примере 510 000 случаев) с фазами лунного цикла установлено, что наименьшая частота рождений отмечается в новолуние, а наибольшая в полнолуние. На обширном статистическом материале показано, что, если человек рождается в новолуние или в полнолуние, он дружелюбен, отзывчив, уступчив, легко внушаем, поэтичен, у него хорошо развито творческое воображение.

Анализ литературы свидетельствует о том, что работ, посвященных влиянию Луны на детский организм, очень мало. Так, у школьников выявлен лунный ритм увеличения массы тела, но его длительность и амплитуда постоянно сдвигаются. На ход проявления данных ритмов наибольшее влияние оказывает возмущение геомагнитного поля: в магнитоспокойные дни характерные точки лунного ритма прироста массы тела точно совпадают с ходом фаз Луны, а в магнитоактивные дни сдвигается фаза и изменяется амплитуда этого ритма.

Организм ребенка весьма чувствителен к изменению геофизических факторов. Реакции детей на резкие колебания геофизической обстановки можно объяснить несовершенством приспособительных механизмов, которые полностью формируются лишь в юношеском возрасте. Меньший коэффициент полезного действия организма ребенка определяет более высокие энергозатраты на перестройку основных функций в соответствии с изменяющимися условиями внешней среды. Известно, что любая нагрузка дается детям с большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Именно поэтому растущему организму в период экстремальных геофизических ситуаций может просто не хватить энергоресурсов для своевременной адаптации. При этом страдает не только энергетика, но и сердечно-сосудистая система и органы дыхания. Развиваются функциональные расстройства со стороны нервной и эндокринной систем. Ребенок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойство, плаксивость, теряется аппетит. Возможен подъем температуры. С окончанием экстремальной геофизической ситуации все приходит в норму, и в этом случае прибегать к лекарственной терапии не следует. В такие периоды ребенку больше необходимы теплота и внимание близких людей. Это нужно подчеркнуть особо, так как у детей появляются повышенная возбудимость, нарушение внимания. Некоторые из них становятся агрессивными, излишне обидчивыми. Ребенок может медленнее выполнять домашнюю работу. Непонимание состояния детей в такие периоды со стороны родителей, учителей, воспитателей, попытка наказать ребенка лишь усугубляют его отрицательный эмоциональный фон. Могут возникать конфликтные ситуации.

Много трудностей доставляют геофизические факторы детям в начале учебного года. Свободный режим жизни, который за летние месяцы сблизил ребенка с природой, меняется на жесткий социальный режим. Вполне естественно, что противоречие биологических часов школьника и режима обучения существенно влияет на способность к запоминанию, приводит к быстрому утомлению, проявлению негативного отношения к учебному процессу. Следует отметить, что именно на сентябрь-октябрь обычно приходится наибольшее усиление сезонной геофизической активности. В связи с этим можно ожидать от детей отсутствия внимания на уроках, повышения эмоционального напряжения, некоторой агрессивности и конфликтности, либо стремления замкнуться в себе. Отсюда – ухудшение успеваемости, потеря интереса к учебе. Вживание ребенка в режим школьной жизни оказывается при этом еще труднее.

В данном случае необходимо создать для ребенка такие условия, которые стимулировали бы более мощное функционирование адаптационных механизмов к отрицательным факторам внешней среды. Таким стимулом могут быть положительные эмоциональные переживания. Выделяющиеся при этом в кровь химические вещества увеличивают способность к обучению. Поэтому освоение школьного материала должно быть направлено в первую очередь не на механическое запоминание, а на урок-игру. Игра снимает с ребенка напряжение, которое возникает под действием факторов окружающей среды, позволяет избавиться от отрицательных эмоций, является условием его успешной адаптации.

Организм здорового ребенка чутко реагирует на изменение метеорологических условий: повышение и понижение температуры, сдвиги барометрического давления, перемещение воздушных масс. У детей под влиянием сильного ветра, особенно при повышенной влажности воздуха, может наблюдаться ухудшение настроения, рассеянность внимания, уменьшение скорости реакции. Одновременно в организме развиваются приспособительные реакции к гипоксии, наступающей вследствие снижения парциального давления кислорода в воздухе при такой погоде и пониженном атмосферном давлении. В этих условиях ребенку сложно сосредоточиться на выполнении какого-либо объемного задания, трудно воспринимать объяснение материала, так как вышеописанные сдвиги метеофакторов вызывают изменения функций вегетативной нервной системы и деятельности внутренних органов. Особенно неблагоприятные условия, негативно влияющие на ребенка, возникают при скорости ветра до 19 метров в секунду, шквалах, метелях и пыльных бурях, когда кроме косвенного воздействия имеет место и непосредственное – механическое.

И наоборот, хорошее самочувствие, бодрое настроение, высокая работоспособность наступают у школьников под влиянием слабого (не более 5-10 метров в секунду) ветра, низкой абсолютной влажности воздуха, высокого атмосферного давления и парциального давления кислорода в окружающем воздухе, то есть метеоусловий, стимулирующих физиологические функции организма.

У детей, несмотря на большую термолабильность, температура тела мало изменяется даже при значительных колебаниях температуры среды. У ребенка одного года повышение температуры тела отмечается только при температуре воздуха выше 23-24°С. При колебании температуры воздуха от 6 до 28°С температура тела у детей дошкольного возраста изменяется только на 0,5°С.

Теплоустойчивость ребенка значительно ниже, чем у взрослого человека. Резкое повышение температуры, когда организму приходится перестраивать механизмы сердечно-сосудистой деятельности, потоотделения, неблагоприятно влияет на детский организм. При этом наблюдается некоторое усиление тормозных процессов в ЦНС, что сказывается на физической и умственной работоспособности.

В зимний период часто приходится сталкиваться с эффектами резкого понижения температуры, когда у ребенка может развиться холодовой стресс, спазм периферических сосудов, а на открытом пространстве еще и обморожение. В такие дни у детей при посещении школы снижается эффективность умственной деятельности.

Сдвиги барометрического давления оказывают влияние на организм ребенка в основном двумя путями: изменением насыщения артериальной крови кислородом и механическим воздействием на рецепторы замкнутых полостей тела. Колебания атмосферного давления отражаются на содержании эритроцитов в крови, частоте пульса, величине кровяного давления, самочувствии детей. Здоровые дети могут ощущать изменения барометрического давления более чем за час. Это выражается в возможном нарушении пищеварения и, следовательно, ухудшении аппетита, что происходит вследствие расширения газов, находящихся в желудочно-кишечном тракте.

Перечисленные виды реакций организма ребенка на действие погодных факторов называют метеотропными.

Выделяют также патологические метеотропные реакции, связанные с нарушением гомеостаза и срывом адаптационных механизмов. Особенно часто их возникновение регистрируется у детей грудного возраста. Затем их количество снижается, а в периоды усиленного роста, когда происходит физиологическая перестройка механизмов адаптации, снова увеличивается. Показатели стабилизируются к юношескому возрасту. В начале 90-х годов некоторые ученые стали говорить об омоложении метеочувствительности, что, по их мнению, связано с общими явлениями акселерации и заметным увеличением числа больных детей в популяции. Были проведены исследования, доказывающие, что к изменениям погоды наиболее чувствительны дети и подростки с избыточной массой тела, имеющие недостаточную физическую подготовку, мало бывающие на свежем воздухе и нарушающие режим питания. Необходимо отметить, что погода и ее компоненты не являются причиной болезни, а лишь играют роль провоцирующего или разрешающего момента, способствуя проявлению болезни.

А. В. Мазурин и К. И. Григорьев (1990) приводят перечень клинических критериев детской метеочувствительности. Среди них: «...признаки метеочувствительности в анамнезе; сигнальные клинические проявления до начала перемены погоды; повышенная раздражительность, утомляемость, депрессивность состояния; повторяемость одних и тех же клинических признаков в дни с неблагоприятной погодой; синхронность возникновения реакции у группы наблюдаемых лиц; нормализация клинических показателей в длительное время благоприятной погоды; непродолжительность клинических ухудшений; отсутствие других причин, вызывавших ухудшение состояния больного ребенка».

Доказано, что наибольшее влияние на здоровье детей оказывают не величина температуры, давления, ветра сами по себе, а резкие их изменения, которые чаще всего бывают связаны с прохождением атмосферных фронтов. Особенно быстрая и бурная смена погоды бывает в зоне холодного фронта. В обычной жизни связанные с этим процессом резкое падение температуры, атмосферного давления, сильный дождь, часто с грозой, или снегопад, сопровождающийся резким ветром, именуют непогодой.

Установлено, что падение атмосферного давления всего на 10 миллибар при смене погоды может вызвать сосудистые кризы. У некоторых детей при этом появляются ощущение недостатка воздуха, удушье, слабость. Такие болезненные явления могут быть связаны, как считает В. Ф. Овчарова, с изменением плотности кислорода в воздухе.

Исследования показали, что величина плотности кислорода на протяжении суток и года меняется ритмично, возрастая в ночные и предутренние часы и в зимне-осеннее время. Но при смене погоды, при прохождении воздушного фронта этот циклический ход нарушается.

Весьма возможно, что такие скачкообразные изменения плотности кислорода усугубляют болезненные явления у тех детей, которые страдают гипертонией, неврастенией. А может быть и так, что они являются сигнальными раздражителями, предупреждающими о надвигающейся смене магнитного напряжения, электрического поля, проводимости воздуха, температуры, влажности, ветра, то есть метеорологических условий.

Исследования рижского биоклиматолога Н. С. Темниковой свидетельствуют о том, что чем более резко изменяется давление воздуха, тем чаще у детей регистрируются обострения сердечно-сосудистых заболеваний. Статистика подтверждает, что в дни с низким атмосферным давлением бывает вдвое больше гипертонических кризов, чем в дни с нормальными его величинами. Особенно плохо переносится сочетание пониженного давления с высокой влажностью.

Здоровый детский организм, в котором рефлекторные процессы протекают нормально, реагирует на смену погоды безболезненно. При этом непроизвольно углубляется и делается более частым дыхание, что приводит к повышенному потреблению кислорода и усилению кровообращения. У детей с ослабленным организмом, или страдающих хроническими заболеваниями, приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды затруднено, что создает большую нагрузку на организм.

Плохо действует смена погоды на детей, больных легочным туберкулезом. Особенно тяжело реагируют на резкую смену погоды дети с расстройствами функций вегетативной нервной системы. Выявлено, что в неблагоприятные метеодни у них преобладает симпатония, которая приводит к избыточной вегетативной реактивности, что, возможно, обусловлено повышением уровня катехоламинов (адреналина накануне, норадреналина в неблагополучные дни).

Установлена прямая зависимость силы болезненных метеотропных реакций от быстроты наступления фронта и от величины диапазона изменений температуры, влажности и ветра. Значительное снижение температуры воздуха приводит также к разладу терморегуляции, особенно у детей незакаленных и мало бывающих на воздухе, что сопровождается простудными заболеваниями, частыми в тех случаях, когда похолодание сочетается с усилением ветра.

Интересно отметить, что степень проявления метеотропной реакции на изменение погоды не всегда находится в соответствии с тяжестью заболевания. По-видимому, происходящие при этом сдвиги в реактивности нервной системы при различных ее типах сказываются по-разному. Вопросы действия погоды но детский организм до сих пор изучены довольно мало. Определенно можно утверждать, что изменение погоды или отдельных ее составляющих элементов может усиливать уже имеющиеся болезни.

В настоящее время разработан целый комплекс средств для улучшения функциональных возможностей и повышения адаптационных резервов детского организма.

Режим дня, правильное питание, закаливание – непременные условия повышения адаптационных возможностей ребенка.

Регулярные занятия физической культурой, утренняя зарядка, бег трусцой, плавание усиливают кровоснабжение мозга, обеспечивая при этом наиболее оптимальное функционирование обоих полушарий.

Чередование высоких и умеренных температур при приеме водных процедур улучшает функциональные способности вегетативной нервной системы, тренирует систему терморегуляции.

Благоприятный психологический климат в семье и школе ослабляет психоэмоциональное напряжение ребенка и является условием его успешной адаптации. Для снятия нервных нагрузок используют художественные образы, цветные изображения. Эффективно воздействие окружающей природы: шума дождя, шелеста листвы, плеска воды, пения птиц, звука ветра, сочетающихся с видом зеленых или заснеженных деревьев, плещущихся волн в озере, реке, море, ручье, с горными, зимними или летними пейзажами.

В последние годы медицина начала возрождать такое направление нелекарственной терапии, как лечение запахами. Вдыхание запахов эфирных масел, валерианы, ромашки, мелиссы, герани, хмеля или хвои используют для достижения успокаивающего, снотворного эффекта.