Газета «Новости медицины и фармации» 4 (488) 2014

Статья опубликована на с. 16-17 (Мир)

К числу физических факторов окружающей природной среды, влияющих на здоровье человека, относятся и периодические возмущения магнитного поля Земли, геомагнитные бури.

Как известно, Земля представляет собой гигантский магнит, имеющий магнитные полюса в Северном и Южном полушарии, с небольшим отклонением от их географических полюсов. По мнению большинства ученых, своим существованием геомагнитное поле (ГМП) обязано круговым токам, порождаемым жидким, состоящим в основном из железа ядром Земли. Конфигурация ГМП неравномерна: оно сжато со стороны видимого Солнца и хвостообразно вытянуто с противоположной. Это поле имеет конусообразную форму и простирается вокруг Земли на значительное расстояние — до 70–80 тысяч километров по направлению к Солнцу и в десятки раз больше в сторону от него (что примерно составляет 10 земных радиусов в первом и более 1000 радиусов — во втором случае). О том, что намагниченные предметы меняют свое направление, подчиняясь какой-то общеземной силе, было известно еще в древние времена. Однако первое крупное научное осмысление геомагнитных явлений, обнаруженных в 1554 г. Георгом Гартманом и дополненных в 1590 г. Хозе де Акостой, осуществил в своей книге «О магните» (De Magnete, 1600) английский врач и философ Уильям Гильберт (William Gilbert). В последующем к изучению вопросов земного магнетизма обращались многие ученые разных стран, в т.ч. М.В. Ломоносов. Весьма важное предположение выдвинул в 1839 г. немецкий ученый Карл Гаусс (Carl Friedrich Gauß), постулировавший происхождение магнитного поля Земли как следствие влияния процессов в ее ядре и указавший, что причиной кратковременных отклонений параметров этого поля является воздействие факторов внешней среды. В настоящее время существует множество искусственных источников электромагнитного влияния на человека. К ним, в частности, относятся транслирующие антенны спутниковой и сотовой связи, теле- и радиостанций, электротранспорт, бытовые и промышленные электропередачи и электроприборы и др. Однако ведущим фактором влияния на ГМП и возникновение геомагнитных бурь (ГМБ) является солнечная радиация. Начиная с истоков человеческой цивилизации роль и значение Солнца привлекали особое внимание людей. Население всех древних сообществ и стран обожествляло солнце, придавало ему чудодейственные свойства. Шли века, и примитивное языческо-мистическое преклонение перед таинственным светилом постепенно уступало место объективным научным сведениям о нем. По современным представлениям Солнце — это гигантский (диаметром почти 1,5 миллиона километров) газовый шар, в недрах которого при температуре, достигающей огромных величин (только на внешней поверхности температура достигает 6000 градусов!), происходят термоядерные реакции. Время от времени на Солнце появляются группы пятен, представляющих собой сильно намагниченное высокоэнергетическое вещество. Объективно регистрируемыми проявлениями происходящих в недрах Солнца процессов являются площадь и количество упомянутых солнечных пятен, а также количество и мощность хромосферных вспышек, интенсивность ионизирующего и других видов излучения. Совокупность различных (в том числе опасных для здоровья) излучений, извергаемых Солнцем в межпланетное пространство и достигающих Земли, получила название «солнечный ветер». Через 2–4 дня после (а иногда и быстрее) вспышки на Солнце основной возбудитель ГМБ — солнечный ветер — достигает поверхности Земли. Поэтому все, что происходит на Солнце, в большей или меньшей мере сказывается и на ней. Выдающаяся роль в изучении этой проблемы принадлежит крупному российскому ученому, человеку сложной личной судьбы, основоположнику современной гелиобиологии Александру Леонидовичу Чижевскому. Своими исследованиями он доказал, что солнечная активность оказывает большое влияние на все процессы, происходящие в биосфере, на здоровье и заболеваемость населения и даже на исторические события. Этим процессам присущи циклы различной продолжительности. Наиболее известен и изучен 11–12-летний цикл, включающий в себя четыре фазы активности: подъема, максимума, спада и минимума. Землю отделяет от Солнца фантастическое расстояние — более 150 миллионов километров. Казалось бы, такое расстояние оправдывает скептицизм тех, кто считает сведения о влиянии Солнца на биосферу Земли и здоровье человека преувеличенными. Однако если сопоставить фактическую величину диаметров Солнца и Земли, нетрудно убедиться в том, что относительное расстояние между ними совсем невелико, составляя «всего лишь» 10 диаметров Солнца. Усиление высокоскоростных (400–1000 км/с и более) потоков солнечного ветра и связанной с ним ударной волны к Земле вызывает сильные изменения напряженности и индукции магнитного поля, геомагнитные бури, включающие в себя 2 основные фазы — нарастания геомагнитного возмущения (6–7 часов) и фазу возвращения к исходной активности (2–4 суток). Поскольку в генезе ГМБ велика роль не только излучения Солнца, но и межпланетного магнитного поля, их нередко именуют магнитосферными. Напряженность геомагнитного поля зависит от географического положения территории, колеблясь от 0,3 до 0,65, в среднем составляя 0,5 Эрстед (40 ампер/метр). В районах магнитных аномалий она может увеличиваться до 1,2–2 Эрстед. Между частотой и мощностью ГМБ и солнечной активностью имеется выраженная корреляция. Средняя частота ГМБ колеблется от 1–2 в годы минимума солнечной активности до 45–50 в годы ее максимума. Подсчитано, что в условиях умеренных и сильных бурь человек находится в течение 15 % продолжительности своей жизни, и в зависимости от последней количество пережитых им бурь может достигать 2500 и более. Активность геомагнитного поля характеризуется различными физическими индексами (Dst-, G-, А- и К-индекс). G-индекс характеризует интенсивность вариаций ГМБ по пятибалльной шкале с градацией их уровней от G1 (слабые бури) до G5 (экстремально сильные бури).

В плане осведомленности населения наиболее часто используется так называемый K-индекс, характеризующий отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала. Он имеет значения от 0 до 9 для каждого трехчасового интервала (0–3, 3–6, 6–9 и т.д.) мирового времени. Эти значения вычисляются как среднее из показаний нескольких геомагнитных обсерваторий, расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. G1 соответствует Kp = 5, G2 — Kp = 6, G5 — Kp = 9. По принятой в настоящее время шкале геомагнитная обстановка оценивается как спокойная, если К-индекс находится в пределах от 0 до 2, слабо возмущенная — К-индекс 2–4, малая ГМБ — 4–6, большая буря — 6–7, очень большая буря — К-индекс 7,5–9. Хотя ГМБ продолжаются сравнительно недолго (от 6–7 ч до нескольких суток), после чего физические характеристики ГМП обычно возвращаются к своим обычным показателям, они способны оказывать значительное влияние на биосферу Земли. В результате такого влияния нарушается радиосвязь и навигация космических кораблей, нормальное функционирование различных электрических устройств и линий электропередач, трансформаторов на телефонных подстанциях, точной электроизмерительной аппаратуры и др. Разогревая верхние слои атмосферы, ГМБ создают потоки тепла в нижние ее слои (в тропосферу), способствуя возникновению в ней циклонов, формирующих плохую погоду. Каждый человек имеет «свое» электромагнитное поле, формирующееся при сочетании индивидуального и геомагнитного полей. В частности, было отмечено, что в дни магнитных бурь возрастала частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей, несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве, нарушалась работа телефонных станций и др. Российский судебный медик из Томска В.П. Десятое обнаружил, что на вторые сутки после вспышки на Солнце (начало магнитных бурь) значительно больше, чем в другие дни, количество самоубийств. Последующие научные исследования, в т.ч. широко проводившиеся в России и Украине, привели массу фактов, убедительно свидетельствующих о реальности связи состояния здоровья человека с гелиокосмическими воздействиями, с вызываемыми ими ГМБ в частности. По характеру реакции на гелиогеофизические и метеорологические явления принято всех людей (пациентов) делить на две группы — чувствительных и субъективно нечувствительных к воздействию таких явлений. Среди практически здоровых молодых лиц соотношение первых и вторых составляет примерно 20 и 70 %. Но такое соотношение существенно изменяется с возрастом и наличием различных хронических заболеваний. Особенно чувствительны к неблагоприятным погодным воздействиям (в т.ч. к ГМБ) лица старше 50–60 лет. Среди страдающих сердечно–сосудистыми, бронхолегочными, аллергическими, нервно–психическими и другими заболеваниями количество гелиометеочувствительных достигает 80–90 %. Любопытно, что отсутствие субъективных проявлений неблагоприятного влияния ГМБ на здоровье и работоспособность человека вовсе не свидетельствует о том, что такое влияние действительно не происходит. В одном из наших наблюдений за практически здоровыми молодыми людьми (студентами) было показано, что хотя наблюдаемые не предъявляли никаких субъективных жалоб на плохое самочувствие или снижение работоспособности, в дни плохой погоды, сочетавшиеся с ГМБ, у наблюдаемых увеличивалось в сравнении с обычным время реакции на внешние раздражители (звуковые, оптические), время выполнения и снижалось количество правильных ответов на различные тестовые задания и др. Нередко уже за сутки до ГМБ ослабляется концентрация внимания, наблюдается дискомфортное общее самочувствие, слабость. Специфическими проявлениями обычно являются обострения сердечно-сосудистых и других хронических заболеваний, которыми страдает тот или иной человек. У многих таких больных резко увеличивается артериальное давление, появляются болевые ощущения в области сердца, возникают тяжелые гипертонические кризы, нередко инсульты, инфаркты миокарда, случаи внезапных смертей, обостряется течение нервно-психических заболеваний. Каков же механизм возникновения таких реакций? Полученные к настоящему времени научные данные позволяют указать на несколько основных звеньев этого механизма. Доказано, что в канун и период ГМБ повышается выделение кортикостероидов и других гормонов стресса, и при этом снижается производство мощного адаптогена и иммуномодулятора мелатонина, усиливается свертываемость крови, возрастает концентрация способствующего такой свертываемости фибриногена, ослабляется микроциркуляция крови, возрастает опасность возникновения тромбов, закупоривающих просвет сосудов. Снижается концентрация кальция в водных средах организма, нарушается проницаемость клеточных мембран, изменяется активность ферментных систем, снижается уровень естественного иммунитета. Повышается уровень холестерина в крови. Многие ученые обращают внимание на близость параметров геомагнитных колебаний к частоте сердечных сокращений, а следовательно, вероятна опасность наслоения внешнего физического ритма на внутренний, что провоцирует возникновение аритмий, спазмы сердечных сосудов. Когда речь идет о влиянии ГМБ на функции организма, нередко высказывается мнение, что энергия магнитного поля мала и вряд ли способна восприниматься чувствительными системами и клетками организма. Некоторые ученые считают, что чувствительность человека к ГМБ природного происхождения уменьшает техногенный электромагнитный фон, формируемый многочисленными производственными и электробытовыми устройствами, контакт с которыми все более возрастает (чувствительность к ГМБ как бы ослабляется повседневными техногеннми электромагнитными шумами). Обращается внимание, например, на магнитные поля в метро, связанные с движением поездов и др. Убедительный ответ был дан в свое время (1967 г.) Г.В. Плехановым. Он показал, что энергетический уровень магнитных бурь действительно невелик, но все же он примерно в 100 раз выше пороговых значений клеточной восприимчивости и реакции клеточных структур человека и животных (кстати, многие животные весьма чувствительны). В биологических системах, в том числе в организме человека, существуют упорядоченные движения электрических зарядов (электронов и ионов), определяющие основные процессы жизнедеятельности клеток. Кроме токов и зарядов, в живом организме имеются маленькие «магнитики» — это молекулы различных веществ, прежде всего молекулы воды, в эритроцитах и некоторых тканях содержится железо. Меняющееся геомагнитное поле вызывает переориентацию маленьких «магнитиков» в организме, меняя их первоначальное расположение. В организме возникают дополнительно к существующим в нем биотокам иные электрические токи, что еще больше нарушает его нормальную жизнедеятельность. Временной разрыв между хромосферными вспышками и связанными с ними ГМБ и проявлениями неблагоприятных реакций на них со стороны здоровья человека имеет существенные различия. Большинство людей ощущает такие реакции на 2–3-й день после вспышки на Солнце, т.е. с момента начала ГМБ. Однако отмечено, что у некоторых людей подобная реакция возникает и за 1–2 дня до ГМБ, совпадая с появлением вспышек на Солнце. Солнечное излучение многокомпонентно, его составляющими являются корпускулярные потоки электронов, протонов, ядер гелия, рентгеновское и электромагнитное излучение, выбросы так называемой «корональной массы» и др. Возможно, реакция на хромосферные вспышки, предшествующие ГМБ, обусловлена тем, что рентгеновское и электромагнитное излучение достигает Земли через 8–10 минут от начала вспышки, а корпускулярные потоки — лишь через 24–30 часов после нее. Степень субъективных и объективных проявлений воздействия ГМБ зависит от общего состояния организма и его адаптационных резервов. У одних такие проявления слабо выражены, у других могут стать очень опасными, даже угрожающими жизни. Также различаются реакции во времени: у некоторых они проявляются в начале бури, иногда даже в канун ее, у других — в разгар или на финальной ее стадии. Высказывается предположение, что люди, рожденные в период максимумов солнечной активности, более устойчивы к ГМБ, чем рожденные в годы спокойного Солнца. В системе медицинской профилактики последствий влияния ГМБ на здоровье и самочувствие человека могут быть использованы геофизические прогнозы солнечной активности и реакции магнитного поля Земли на нее. Поскольку геомагнитным бурям предшествуют интенсивные хромосферные вспышки на Солнце, а порожденный ими солнечный ветер доходит до Земли за один-два дня, появляется возможность заблаговременного прогнозирования предстоящей геомагнитной бури. Существуют долгосрочные и более достоверные (на несколько дней) краткосрочные прогнозы. Последние наиболее целесообразны для применения в целях оперативной медицинской профилактики. Установлено, что в отличие от слабовероятных долговременных прогнозов, имеющих лишь общеинформационный ориентировочный характер, надежность двухсуточного прогноза приближается к 50 %, а 1–2-часового — до 90 % и более. Может ли человек ослабить неблагоприятное действие ГМБ, усилить свою сопротивляемость к ним? Прежде всего напомним, что мощным и эффективным путем повышения сопротивляемости организма к любым неблагоприятным внешним воздействиям является повседневное соблюдение основных правил индивидуального здорового образа жизни (рациональное питание, личная гигиена, закаливание и физическая активность, отказ от вредных привычек, физиологический режим дня, чередование трудовых процессом с разумным отдыхом и т.п.). Выше уже указывалось, что субъективная и объективная реакция на неблагоприятные внешние воздействия сугубо индивидуальна и может иметь разные проявления. Более того, есть немало людей (в основном молодых), которые субъективно вообще не реагируют на такие воздействия. Поэтому весьма важно, чтобы каждый человек, особенно страдающий какими-либо хроническими заболеваниями, в пожилом возрасте, знал, чувствителен ли он к изменению внешних (в том числе геомагнитных) воздействий, каких именно, и как такая чувствительность проявляется. Ориентировочный ответ на этот вопрос можно получить путем самонаблюдений. Для этого следует завести «Дневник самонаблюдения» и в течение хотя бы 3–4 месяцев ежедневно фиксировать в нем такие показатели своего самочувствия: общее самочувствие, артериальное давление, наличие или отсутствие болей в сердце, головной боли, тревожного настроения, уровень работоспособности, обострения имеющегося заболевания, показатели самочувствия и состояния здоровья, а также нарушения режима привычного режима дня, трудовой активности, питания и т.п. За каждый день надо записывать основные погодные (метеорологические и гелиофизические) показатели, в т.ч. показатели возмущенности геомагнитного поля, наличие и уровень ГМБ (все эти показатели сейчас нетрудно найти в Интернете, многие из них публикуются в местной печати). Для большей объективности лучше эту группу показателей записать ретроспективно, т.е. после того, как будут зафиксированы показатели самочувствия и здоровья. Затем следует выделить дни и периоды ухудшения самочувствия и сопоставить их с гелиогеофизическими и метеорологическими показателями в эти же дни и периоды, в канун и после их наступления. Такое сопоставление позволит выявить наличие или отсутствие индивидуальной чувствительности к тем или иным факторам внешних погодных воздействий и характер проявлений этой чувствительности. Располагая такими сведениями, с помощью лечащего врача можно определиться, что надо изменять в режиме своего дня, в дозировках и времени приема лекарств в канун неблагоприятных погодных условий и предстоящих ГМБ (прогноз их регулярно публикуется в интернете, в частности на интернет-сайте Института земного магнетизма АН России). Поскольку одним из отрицательных последствий воздействия ГМБ является усиление тромбообразовательной функции крови, для ослабления этого и при отсутствии противопоказаний (гастрит, язвенная болезнь желудка), предварительно посоветовавшись со своим лечащим врачом, целесообразно принять 100–300 мг аспирина. Тем, кто реагирует на геомагнитные неурядицы нервозностью, тревогой, бессонницей, помогут простые успокоительные средства — настойки валерианы, пиона, эвкалипта (по 15 капель три раза в день после еды), сок из свежих листьев алоэ. Желательно в эти периоды несколько откорректировать свое питание. Специфической «противомагнитной» диеты не существует. Но соблюдение некоторых правил, несомненно, полезно и усиливает устойчивость к воздействию ГМБ. Прежде всего — умеренность в пищевой нагрузке (переедание ослабляет приток крови, а следовательно, и кислородное обеспечение мозга). Рацион питания должен включать в себя каши (гречневую, овсяную), приготовленные на воде или нежирном молоке. В нем должны быть богатые микроэлементами и витаминами свежие овощи и фрукты (в частности, бананы), отварная рыба. В период ГМБ не переусердствуйте (особенно в пожилом возрасте, при болезнях сердца) с физической нагрузкой. Избегайте резкого подъема с постели после сна, который может ослабить приток крови к мозгу, провоцировать возникновение обморока, головокружения. Перед вставанием полежите спокойно несколько минут, затем не спеша вставайте и одевайтесь. И проследите за тем, чтобы был обеспечен полноценный ночной сон. При необходимости не бойтесь использовать для этого лекарственные препараты (вновь напомним: все лекарства и их дозировки — только после предварительной консультации со своим врачом!). Соблюдение этих простых и доступных каждому человеку мер позволит ослабить или вовсе предотвратить неблагоприятное влияние геомагнитных бурь на здоровье человека.