Реакция организма на изменение относительной влажности воздуха

Переносимость человеком температуры окружающей среды зависит от относительной влажности воздуха, то есть процентного отношения количества содержащихся в определенном объеме воздуха водяных паров к тому их количеству, которое полностью насыщает этот объем при данной температуре. При падении температуры воздуха относительная влажность растет, а при повышении – падает.

Относительную влажность воздуха 40–60 % при температуре 18–21 °C считают оптимальной для человека. Воздух, относительная влажность которого ниже 20 %, оценивается как сухой, от 71 до 85 % – как умеренно влажный, более 86 % – как сильно влажный.

Умеренная влажность воздуха обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма. У человека она способствует увлажнению кожи и слизистых оболочек дыхательных путей. От влажности вдыхаемого воздуха в определенной мере зависит поддержание постоянства влажности внутренней среды организма. Сочетаясь с температурными факторами, влажность воздуха создает условия для термического комфорта или нарушает его, способствуя переохлаждению или перегреванию организма, а также гидратации или дегидратации тканей.

Одновременное повышение температуры и влажности воздуха резко ухудшает самочувствие человека и сокращает возможные сроки пребывания его в этих условиях. При этом происходит повышение температуры тела, учащение пульса, дыхания. Появляется головная боль, слабость, понижается двигательная активность. Плохая переносимость жары в сочетании с повышенной относительной влажностью обусловлена тем, что одновременно с усилением потоотделения при высокой влажности окружающей среды пот плохо испаряется с поверхности кожи. Теплоотдача затруднена. Организм все больше перегревается, и может возникнуть тепловой удар.

Повышенная влажность является неблагоприятным фактором и при пониженной температуре воздуха. При этом происходит резкое увеличение теплоотдачи, что опасно для здоровья. Даже температура 0 °C может привести к отморожению лица и конечностей, особенно при наличии ветра.

Низкая влажность воздуха (менее 20 %) сопровождается значительными испарениями влаги со слизистых оболочек дыхательных путей. Это приводит к уменьшению их фильтрующей способности и к неприятным ощущениям в горле и сухости во рту.

Границами, в пределах которых тепловой баланс человека в покое поддерживается уже со значительным напряжением, считают температуру воздуха 40 °C и влажность 30 % или температуру воздуха 30 °C и влажность 85 %.

Особенно чувствительны к высокой влажности больные гипертонической болезнью и атеросклерозом. Отмечается рост числа обострений заболеваний сердечно-сосудистой системы при повышении влажности воздуха.

Реакция организма на гипоксическое воздействие

Гипоксия – состояние, возникающее в результате недостаточного обеспечения тканей кислородом.

Реакция организма на гипоксическое воздействие может быть рассмотрена на модели гипоксии при подъеме в горы:

• первоначально в ответ на гипоксию у человека компенсаторно увеличивается частота сердечных сокращений, ударный и минутный объем крови. Раскрываются дополнительные капилляры в тканях, что увеличивает кровоток, так как при этом растет скорость диффузии кислорода;

• наблюдается незначительное увеличение интенсивности дыхания. Одышка возникает только при выраженных степенях кислородного голодания. Объясняется это тем, что усиление дыхания в гипоксической атмосфере сопровождается гипокапнией, которая сдерживает увеличение легочной вентиляции, и только через определенное время (1 – 2 недели) пребывания в условиях гипоксии происходит существенное увеличение легочной вентиляции из-за повышения чувствительности дыхательного центра к углекислому газу;

• возрастает количество эритроцитов и концентрация гемоглобина в крови за счет увеличения кроветворения;

• изменяются кислородтранспортные свойства гемоглобина, что способствует более полной отдаче кислорода тканям;

• в клетках возрастает количество митохондрий, увеличивается содержание ферментов дыхательной цепи, что повышает энергетический обмен в клетке;

• происходит изменение поведения. Например, уменьшается двигательная активность.

Реакция организма на изменение атмосферного давления

Атмосферное давление – давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. Его распределение по земной поверхности обусловливает движение воздушных масс и атмосферных фронтов, определяет направление и скорость ветра. Давление играет важную роль в функционировании организма. На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное, т.е. характерное для данного региона, атмосферное давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия.

Перепады атмосферного давления могут приводить разнообразным патологическим проявлениям. Прежде всего, они касаются сердечно-сосудистой системы. Так, в нормальных условиях при повышении атмосферного давления наблюдаются некоторые изменения физиологических показателей и ощущений: урежение пульса и частоты дыхания, уменьшение систолического и повышение диастолического артериального давления, возрастание жизненной емкости легких, глуховатый тембр голоса, понижение кожной чувствительности и слуха, ощущение сухости слизистых оболочек, усиление перистальтики кишечника, легкое сжатие живота вследствие сжатия газов в кишечнике. Однако все эти явления относительно легко переносятся. Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.

При понижении атмосферного давления происходят противоположные сдвиги: отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений, некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества эритроцитов. С другой стороны на колебания атмосферного давления реагируют нервные рецепторы плевры (слизистой оболочки, выстилающей плевральную полость), брюшины (выстилающей брюшную полость), синовиальной оболочки суставов, а также рецепторы сосудов. В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода.

Реакция организма на действие электромагнитных полей (ЭМП) и излучений радиочастотного диапазона

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах (Вялов А.М., 1971; Schwan H.P., 1985, 1988; Semm P., 1980; Milham S., 1985). При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия ЭМП на биологический объект, при котором происходит преобразование электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую и сопровождается повышением температуры тела или локальным избирательным нагревом тканей, органов клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталика, стекловидного тела и других).

При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц – это менее 1 мВт/см²) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.

Действие ЭМП радиочастот на центральную нервную систему при плотности потока энергии (ППЭ) более 1 м Вт/см² свидетельствует о ее высокой чувствительности к электромагнитным излучениям.

Изменение в крови наблюдается, как правило, при ППЭ выше 10 мВт/см³, при меньших уровнях воздействия наблюдаются фазовые изменения количества лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина.

При длительном воздействии ЭМП происходят физиологическая адаптация или ослабление иммунологических реакций.

Тяжесть выявленных расстройств ставят в прямую зависимость от:

• длины волны;

• интенсивности и режима излучения;

• продолжительности и характера облучения организма;

• от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа и ткани.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. А.М. Вялов (1971) к числу критических также относит кроветворную систему.

При воздействии ЭМП малой интенсивности со стороны нервной системы возникают существенные отклонения в передаче нервных импульсов на уровне синапсов. Происходит угнетение высшей нервной деятельности, ухудшается память. Нарушается структура капиллярного гематоэнцефалического барьера головного мозга, повышается его проницаемость, что напрямую зависит от интенсивности воздействия (Гигорьев Ю.Г. и соавт., 1999). Особую чувствительность к электромагнитному воздействию проявляет нервная система плода на поздних стадиях внутриутробного развития.

Электромагнитное поле высокой интенсивности может способствовать неспецифическому подавлению иммунитета, а также развитию аутоиммунной реакции, в результате чего иммунная система реагирует против нормальных, свойственных данному организму тканевых структур. Такое патологическое состояние характеризуется в большинстве случаев дефицитом лимфоцитов, образующихся в вилочковой железе (тимусе), угнетаемой электромагнитным воздействием.

Исследования российских ученых по изучению влияния электромагнитного поля на эндокринную систему, начавшиеся в 60-е годы XX века, показали, что при действии электромагнитного поля происходит стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, сопровождающаяся увеличением содержания адреналина в крови и активизацией процессов свертывания крови. Также замечены изменения состава периферической крови (лейкопения, нейтропения, эритроцитопения).

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и эндокринной систем, а также с резким снижением активности половых клеток. Установлено, что половая система женщин более чувствительна к электромагнитному воздействию, нежели мужская. Считается, что электромагнитные поля могут вызывать патологии развития эмбриона, воздействуя в различные стадии беременности. Установлено, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам и замедлить развитие плода.

В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии электромагнитного излучения на процессы канцерогенеза (Pauly H., Schwan H.P., 1971, Semm P., 1980).

Длительный контакт с электромагнитным полем в СВЧ-диапазоне может привести к развитию заболевания, получившего наименование «радиоволновая болезнь». Люди, длительное время находящиеся в зоне облучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций нервной системы. Со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются гипотония, боли в сердце, нестабильность пульса.

В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить:

• Линии электропередач

• Электропроводка (внутри зданий и сооружений)

• Бытовые электроприборы

• Персональные компьютеры

• Теле- и радиопередающие станции

• Спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы)

• Электротранспорт

• Радарные установки

С середины 90-х годов прошлого столетия одним из наиболее широко распространенных источников как производственных, так и непроизводственных воздействий модулированных ЭМП являются аппараты мобильной связи.

Исследования, выполненные в 13 странах методом «случай-контроль», в рамках Международного проекта INTERPHONE установили, что при пользовании устройствами сотовой связи более 10 лет статистически достоверно увеличивается риск развития глиом. На основании этих данных МАИР в мае 2011 г. при рассмотрении электромагнитного поля радиочастотного диапазона как фактора риска развития онкологических заболеваний отнес ЭМП, создаваемые аппаратами сотовой связи, к категории потенциальных канцерогенов по рискам развития глиом у пользователей при длительной «более 10 лет эксплуатации мобильных телефонов (Т.Л. Пилат, Л.П. Кузьмина, Н.И. Измерова, 2012).

Электромагнитные поля, создаваемые персональными компьютерами, тоже усматриваются как потенциальный фактор риска для здоровья пользователей. Большая часть данных касается компьютеров, оснащенных видеодисплейными терминалами на базе электронно-лучевой трубки как источника электростати­ческого и электромагнитного полей в диапазоне частот до 400 кГц.Согласно имеющимся данным, у пользователей наблюдаются повышенный риск изменений функционального состояния ЦНС, риск развития заболева­ний сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата. Отмечена высокая частота патологии органа зрения, ведущую роль в которой играет, прежде всего, близорукость (24 – 46%) и функциональные изменения зрительной системы у лиц с нормальным зрительным статусом.

Реакция организма на действие шума

С виброакустическими факторами: шумом и вибрацией мы встречаемся ежедневно на транспорте (автомобили, электрички, метро и т.д.), в производственных помещениях, в быту. Известно, что в быту более 30% населения больших городов живут в условиях виброакустического дискомфорта. Шум называли «серой чумой» 19-го, 20-го и 21-го веков. С ростом производительности труда за счет создания новых машин и механизмов, увеличения их мощности, внедрения новых технологических процессов шум постоянно нарастает.

С физиологической точки зрения шумом называют всякие неприятные, нежелательные звуки, оказывающие вредное, раздражающее воздействие на организм человека, мешающие восприятию полезных сигналов, снижающие его работоспособность. С физической точки зрения шумом называют беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Для оценки воздействия шума на человека используется интенсивность звука, определяемая в децибелах (дБ).

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, интенсивности и частоты звуков, а также индивидуальных особенностей человека, последствия воздействия шума могут быть самыми разными.

Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к возникновению профессионального заболевания – тугоухости, проявляющейся постепенной потерей слуха. Первоначально она возникает в области высоких частот, далее тугоухость распространяется на более низкие частоты, определяющие способность воспринимать речь.

Кроме непосредственного воздействия на органы слуха шум влияет на различные отделы головного мозга, нарушая нормальные процессы высшей нервной деятельности. Это воздействие возникает даже раньше, чем изменения в органе слуха. Характерными являются жалобы на повышенную утомляемость, общую слабость, раздражительность, апатию, ослабление памяти, потливость и т.п.

Под влиянием шума наступают изменения в органах зрения человека (снижается устойчивость ясного видения и острота зрения, изменяется чувствительность к разным цветам и др.) и вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного тракта; повышается внутричерепное давление и т.д.

Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В результате неблагоприятного воздействия шума на работающего человека происходит снижение производительности труда и точности выполнения производственных операций, увеличивается количество брака, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев.

Примерные уровни звукового давления обычных звуков окружающей среды:

• 10 дБ — шёпот;

• 20 дБ — норма шума в жилых помещениях;

• 40 дБ — тихий разговор;

• 50 дБ — разговор средней громкости;

• 70 дБ — шум пишущей машинки;

• 80 дБ — шум работающего двигателя грузового автомобиля;

• 100 дБ — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м;

• 110 дБ — шум работающего трактора на расстоянии 1 м;

• 120-140 дБ — порог болевого ощущения;

• 150 дБ — взлёт самолёта;

Приближенно действие шума в зависимости от его уровня можно охарактеризовать следующим образом:

• Шум уровня 50-65 дБ может вызывать раздражение, однако его последствия носят лишь психологический характер. Особенно отрицательно сказывается воздействие шума малой интенсивности при умственной работе. Кроме того, психологическое воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызывать сильное раздражение.

• При уровне шума 65-90 дБ возможно его физиологическое воздействие. Пульс и давление крови повышаются, сосуды сужаются, что снижает снабжение организма кровью, и человек быстрее устает. Происходят функциональные изменения состояния нервной системы (раздражительность, апатия, ослабление памяти, потливость и т.д.). При длительном воздействии интенсивного шума наблюдаются значительные изменения ультраструктуры митохондрий (угнетение окислительных процессов), нарушение функциональной структуры синапсов. Развиваются стойкие и необратимые изменения в слуховом анализаторе (ухудшение слуха).

• Воздействие шума с уровнем 90 дБ и выше приводит к нарушениям работы органов слуха, усиливается его влияние на систему кровообращения. При такой интенсивности ухудшается деятельность желудка и кишечника, появляются ощущения тошноты, головная боль и шум в ушах.

• При уровне шума свыше 110 дБ наступает звуковое опьянение;

• При звуковом давлении 145 дБ может произойти повреждение слухового аппарата, вплоть до разрыва барабанной перепонки.

Физиологическое действие шума зависит от трех основных параметров:

• от длительности воздействия шума;

• от интенсивности шума;

• от частотных характеристик, чем больше в шуме преобладает высоких частот, тем больше он опасен (например, комар).

Акустическое воздействие ощущает каждый второй человек на планете, поэтому эта одна из глобальных проблем экологии.