Влияние природных факторов кольского севера на состояние здоровья человека
На правах рукописи
ЕНИКЕЕВ Алексей Владимирович ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ КОЛЬСКОГО СЕВЕРА НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА 03.00.16 – экология 03.00.02 – биофизика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук
Москва – 2009 2
Работа выполнена в Институте проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН Научные руководители:
доктор медицинских наук, профессор Карелин Александр Олегович доктор физико-математических наук Шумилов Олег Иванович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Самко Юрий Николаевич доктор биологических наук, профессор Дубров Александр Петрович
Ведущая организация:
ГОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет», г. Архангельск
Защита состоится 15 сентября 2009 г. в 14 часов в ауд. 303 на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 при Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет РУДН.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо Маклая, д. 6.
Автореферат разослан «_» _ 2009 года.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор В.И.Чернышов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования.
Значительная часть населения России проживает в условиях Крайнего Севера. Дискомфортность проживания здесь определяется рядом неблагопри ятных природно-климатических, медико-биологических и социально экономических факторов. Их соотношение значительно отличается в различ ных районах Крайнего Севера.
Исследования в рамках масштабных научных программ «Адаптация че ловека», «Солнце – климат – человек», «Глобальный эксперимент» в Западной и Восточной Сибири, на европейском и азиатском Севере страны, на Дальнем Востоке показали, что проживание человека в дискомфортных или экстремаль ных климато-геофизических условиях приводит к более интенсивному исполь зованию и быстрому истощению адаптационных резервов организма человека и, таким образом, к ускоренному расходованию «человеческого капитала».
Это проявляется в ускоренном развитии экологически обусловленной па тологии, осложненном течении хронических заболеваний, преждевременном старении и омоложении показателей смертности населения. Особенно этот вы вод относится к северным территориям России. Именно на Севере и в прирав ненных к Северу территориях государство столкнулось с проблемой значи тельного увеличения «человекопотерь» и «человекопотребления» в качестве платы за получение единицы валового внутреннего продукта в виде нефти, га за, цветных металлов (Хаснулин В.И., 2005).
Особенностям воздействия неблагоприятных северных природных фак торов на состояние здоровья населения посвящено большое количество иссле дований (Неверова Н.П., 1975;
Пащенко В.П., 1979;
Агаджанян Н.А., 1980;
Со вершаева С.Л., 1981;
Казначеев В.П., 1983;
Чащин В.П., 1990;
Ткачев А.В., 1992;
Добродеева Л.К., 1997;
Гудков А.Б., 1998;
Сидоров П.И., 2004). При этом в большей степени освещены вопросы воздействия на человеческий организм северного климата, меньше исследований посвящено гелиогеофизическим воз действиям.
Особенностями Кольского Севера являются абсолютное преобладание городского населения, достаточно высокий по сравнению с другими северными территориями социально-бытовой уровень жизни. В настоящее время значи тельная часть населения здесь живет и трудится в достаточно комфортных микроклиматических условиях и поэтому большую часть суток защищена от большинства неблагоприятных погодных факторов.
Ряд исследований показывает, что при более высокой социально гигиенической организации труда и быта в современных условиях субэкстре мальные и экстремальные климатические факторы высоких широт начинают оказывать меньшее влияние на состояние здоровья населения (Шапранова Э.Д., 1981;
The Eurowinter Group, 1997). Воздействие на человеческий организм тако го фактора, как неблагоприятная фотопериодичность в настоящее время также ослаблено за счет преимущественного пребывания людей в помещениях с ис кусственным освещением (Wehr T., 2001). Таким образом, для большой части населения Севера основным стрессовым фактором могут являться гелиогеофи зические возмущения (Хаснулин В.И., 2006).
Следует также отметить, что значительная часть предшествующих иссле дований (Данишевский Г.М., 1968;
Гурьев В.Н., 1975;
Казначеев В.П., 1980) по священа вопросам адаптации в условиях Крайнего Севера приезжего населе ния. Состав же жителей Кольского Заполярья в последние десятилетия меняет ся мало. Чувствительность родившихся на Севере лиц к специфическим при родным факторам Севера может значительно отличаться от таковой у новосе лов или лиц, работающих вахтовым методом.
Наиболее ярко чувствительность организма к внешним факторам прояв ляется в группах риска, к которым, в частности, можно отнести лиц, работаю щих во вредных производственных условиях, людей с неустойчивой психикой, с патологией сердечно-сосудистой системы, беременных женщин, детей (Ку ролап С.А., 1998;
Бреус Т.К., 2003;
Рагульская М.В.,2006;
Gizatullina A.A., 2003). Актуальным не только с теоретической, но и с практической точки зре ния представляется исследование воздействия специфических природных фак торов Кольского Севера на функциональное состояние организма человека в данных группах населения.
Цель и задачи исследования.
Целью проведенного исследования было выявление чувствительности различных групп населения Кольского Севера к внешним природным факторам и дать рекомендации по минимизации их воздействия на человеческий орга низм.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Проанализировать воздействие геофизической обстановки на слу 1.
чаи травматизма и внезапных заболеваний среди здоровых лиц, ра ботающих во вредных производственных условиях в полярной шапке (шахтеры рудника «Пирамида» на о. Шпицберген);
Изучить многолетнюю и сезонную динамику числа суицидов и сер 2.
дечно-сосудистых заболеваний с фатальным исходом в одном из районов исследуемого региона и их возможную зависимость от ге лиогеофизических и социально-экономических факторов;
Исследовать изменения функционального состояния системы мать 3.
плод в условиях Кольского Севера с выявлением возможной зави симости этого состояния от гелиогеофизических параметров;
Оценить субъективное восприятие родителями и детьми сезонных 4.
изменений функционального состояния детей школьного возраста в условиях исследуемого региона;
Провести мониторинг объективных параметров физического и пси 5.
хофизиологического состояния детей школьного возраста, прожи вающих в исследуемом регионе, в течение учебного года, проанали зировать их зависимость от внешних условий и образа жизни ре бенка.
Научная новизна работы.
Впервые на большом статистическом материале (1985-2001 гг.) было проведено исследование влияния гелиогеофизической активности на организм практически здоровых людей (шахтеры рудников пос. Баренцбург, арх. Шпиц берген), работающих в полярной шапке. Показана связь возникновения внезап ных заболеваний и травм с локальными геомагнитными возмущениями и сни жением уровня геомагнитной активности. Выявлена околонедельная циклич ность в распределении случаев травматизма и внезапных заболеваний, которая, вероятно, имеет космофизическую обусловленность (вариации скорости потока солнечного ветра, секторная структура межпланетного магнитного поля).
При анализе уровня смертности от болезней системы кровообращения и от самоубийств в одном из районов Мурманской области в период 1948- гг. впервые показано, что факторы социально-экономического значения не ока зывают существенного воздействия на динамику суицидов. Многолетнее и се зонное распределение этих событий обусловлено, преимущественно, природ ными, в первую очередь космофизическими факторами. Напротив, в распреде лении числа смертей по причине заболеваний сердечно-сосудистой системы вклад природных факторов не является значительным, преобладающими явля ются социально-экономические факторы.
Установлено, что значительная часть беременных женщин, проживаю щих в условиях Кольского Севера, чувствительна к изменениям геомагнитной обстановки. Около 15% нарушений функционального состояния системы мать плод, выявляемых методикой кардиотокографии, в исследуемом регионе обу словлены гелиогеофизическими факторами.
Вопреки существующему мнению о полярной ночи как наиболее небла гоприятном периоде года в Заполярье, многолетним наблюдением показано наиболее благоприятное состояние системы мать-плод в декабре. При проведе нии анкетирования детей и родителей впервые получены результаты, показы вающие, что субъективно дети школьного возраста, проживающие на Кольском Севере, тяжелее переносят весенний сезон (март-апрель), чем период полярной ночи. Объективный мониторинг в течение учебного года по ряду исследован ных параметров также не выявил снижения функционального состояния школьников в разгар полярной ночи, в рамках проведенного исследования по многим показателям более неблагоприятными сезонами выглядят осень (ок тябрь-ноябрь) и весна (март-апрель).
Практическая значимость.
Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы для прогнозирования и снижения уровня экстремальных ситуаций в зоне по лярной шапки в зависимости от гелиогеофизической возмущенности.
Данные о воздействии геомагнитной обстановки на систему мать-плод в условиях Крайнего Севера позволяют более правильно трактовать периодиче ски возникающие «необоснованные» ухудшения показателей кардиотокогра фии и, в результате, выбирать более корректную врачебную тактику ведения беременности.
Полученные данные о сезонных изменениях функционального состояния школьников позволяют рекомендовать пересмотр существующих гигиениче ских предписаний, касающихся снижения учебной нагрузки в период полярной ночи и выделение других, объективно более тяжелых периодов в учебном году.
Для детей спортсменов выявленные закономерности означают необходи мость корректировки традиционных схем тренировочного процесса с учетом региональных особенностей сезонных изменений функционального состояния.
Полученные результаты использованы при выполнении планов НИР Ин ститута проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН «Воздействие внешних гелиогеофизических факторов на климат и био сферу высоких и средних широт» № ГР 0120.050 1084.
Результаты исследования внедрены и используются в практической дея тельности в организации учебного и тренировочного процесса в Центре образо вания «Самбо-70 гг. Кировск, Апатиты» (акт внедрения от 15.04.08), в планиро вании тренировочного процесса юных спортсменов, обучающихся в ДЮСШ №1 г. Апатиты Мурманской обл. (акт внедрения от 22.04.08), в деятельности областного государственного учреждения здравоохранения «Мурманский тер риториальный центр медицины катастроф» по планированию и организации экстренной медицинской помощи в чрезвычайных ситуациях на территории Мурманской области, а также планированию и организации экстренной, кон сультативной и специализированной (санитарно-авиационной) скорой меди цинской помощи населению Мурманской области (акт внедрения от 15.04.08), в деятельности акушерского отделения Кировской Центральной городской боль ницы Мурманской обл. (акт внедрения от 19.03.08).
Основные положения, выносимые на защиту 1. Гелиогеофизические особенности Кольского Севера являются существен ным медико-биологическим фактором, обусловливающим дискомфортность проживания на данной территории, в первую очередь для лиц, относящихся к группам риска (лица, работающие во вредных производственных услови ях, лица с неустойчивой психикой, беременные женщины, дети). Неблаго приятным воздействием на человеческий организм обладают как геомаг нитные возмущения, так и периоды «геомагнитного молчания» 2. Многолетнее и сезонное распределение смертности от самоубийств в изу ченном регионе обусловлено, преимущественно, природными, в первую очередь космофизическими факторами. Напротив, в распределении числа смертей по причине заболеваний сердечно-сосудистой системы вклад при родных факторов не является значительным, преобладающими являются социально-экономические факторы.
3. Существуют сезонные изменения функционального состояния детей школьного возраста, проживающих на Севере, в значительной степени оп ределяющиеся исходным состоянием их соматического и психического здо ровья и в некоторой степени зависящие от образа жизни (уровня физиче ских и учебных нагрузок). Традиционное представление о полярной ночи как о наиболее тяжелом периоде года для детей, проживающих на Севере, проведенным исследованием не подтверждается, более неблагоприятными сезонами выглядят осень (октябрь-ноябрь) и весна (март-апрель).
Апробация результатов работы.
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Всерос сийской научно-практической конференции «Тульские педиатрические чтения» (Тула, апрель 2001);
на IX Международном симпозиуме «Мониторинг здоровья населения и окружающей среды» (о. Крит, Греция, май 2001);
на VIII Между народном экологическом конгрессе INTECOL (Сеул, Корея, август 2002);
на конгрессах «Окружающая среда и перинатальная медицина», «Экология чело века на Северо-Западе России» в рамках Международного форума «Окружаю щая среда и здоровье Человека» (С.-Петербург, июль 2003);
на Ежегодной кон ференции Европейского метеорологического сообщества (EMS) (Любляна, Словения, сентябрь 2006);
на XVIII Северной конференции по социальной ме дицине и общественному здоровью (Хельсинки, Финляндия, октябрь 2007);
на VI Всероссийской научно-практической конференции «Дети России образован ны и здоровы» (Москва, апрель 2008);
на Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (Апатиты, октябрь 2008).
По результатам исследования опубликованы 19 печатных работ, в том числе 5 работ в журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения и выводов.
Работа иллюстрирована 7 таблицами и 19 рисунками. Библиография включает 207 источников.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность изучения воздействия специфиче ских природных факторов на здоровье населения Кольского Севера, сформули рованы цель и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность работы, приведены сведения об апробации.
В первой главе дан обзор состояния вопроса.
Показано, что Кольское Заполярье в силу своего географического поло жения обладает рядом уникальных природно-климатических и геофизических особенностей.
С учетом того, что более 95% населения региона носит пришлый харак тер на уровне не более чем 3-4 поколений, воздействие природных факторов вызывает в организме проживающих здесь людей адаптационные процессы.
Дан обзор работ, посвященных процессам адаптации.
Специфические природные факторы Севера вызывают закономерные из менения в состоянии здоровья северян. Рассмотрены особенности сердечно сосудистой патологии в условиях Севера, особенности состояния здоровья се верных детей, особенности течения беременности и состояния системы мать плод в исследуемом регионе.
Одним из важнейших природных факторов, неблагоприятно воздейст вующих на человеческий организм в Заполярье, считается гелиогеофизическое воздействие, интенсивность которого максимальна в изучаемом регионе. Дан общий обзор гелиогеофизических факторов, воздействующих на биологические объекты, рассмотрены различные предположительные механизмы таких воз действий.
Проанализированы данные о сезонных изменениях функционального со стояния человеческого организма, эти изменения рассмотрены в свете учения о биоритмах, как фундаментальном свойстве живой материи.
На основании проведенного анализа состояния проблемы обозначена цель и сформулированы задачи исследования.
Во второй главе проведен анализ воздействия солнечной и магнитной активности на уровень экстремальных ситуаций и внезапных заболеваний сре ди шахтеров, работающих на арх. Шпицберген (пос. Баренцбург, 74°N). В геофизическом смысле данная зона отличается от территории Кольского полу острова, т.к. находится в зоне т. наз. полярной шапки.
Несмотря на географическую удаленность данной местности от Кольско го полуострова, она входит в зону хозяйственной деятельности России в регио не. В связи с освоением данных территорий, в частности, с началом разработки Штокмановского месторождения природного газа, все большее количество лю дей в ближайшее время будет жить и работать в подобных геофизических усло виях.
В качестве временного интервала был выбран период 1985-2001 гг., включающий два 11-летних максимума солнечной активности, наблюдающихся на общем увеличении активности в вековом ее ходе (максимум 210-летнего пе риода солнечной активности).
За этот период было зарегистрировано 110 событий солнечно космических лучей (СКЛ), вызвавших явления поглощения в полярной шапке (ППШ), 20 из них были классифицированы как GLE – события наземного воз растания СКЛ.
С 1985 г. по 2001 г. в пос. Баренцбург постоянно проживало и работало от 1500 до 2000 человек. Все шахтеры являлись практически здоровыми людь ми, в возрасте от 25 до 50 лет, прошедшими специальную медицинскую комис сию. Условия проживания и уровень медицинского обслуживания в пос. Ба ренцбург в этот период находились на достаточно высоком уровне, однако на личие большого числа вредных профессиональных факторов позволяет отнести изучаемый контингент к группе риска по патологии, связанной с внешними природными факторами.
За изученный период было зарегистрировано 297 случаев травм, из кото рых 74 классифицировались как тяжелые, включая 13 случаев с летальным ис ходом. За этот же период, по данным госпиталя пос. Баренцбург было зарегист рировано 267 случаев внезапных заболеваний сердечно-сосудистой системы и нервно-психических расстройств.
В качестве индексов геофизической активности использовался локальный магнитный индекс К и риометрические данные о событиях ППШ (данные обс.
Баренцбург и Лонгиер, сеть финских риометров). Были использованы также данные ИСЗ ГОЕС о потоках солнечных протонов во время событий СКЛ (http://spidr.ngdc.noaa.gov).
Анализ зависимости числа травм, сердечно-сосудистых заболеваний (ин фаркт, вегетососудистая дистония, гипертонический криз и т.д.) и внезапных нервно-психических заболеваний в Баренцбурге в зависимости от уровня ге лиогеофизической активности показывает, что почти половина всех событий (55% травм и 43% внезапных заболеваний) имели место либо во время, либо сразу после локального геомагнитного возмущения.
Кроме того, значительная часть событий (20% травм и 30% внезапных за болеваний) произошли во время магнитоспокойных дней со сниженным уров нем геомагнитной активности. На рисунке 1 приведены примеры вариаций гео магнитной возмущенности. На рисунке 1а показано совместное действие маг нитной возмущенности и ППШ на уровень травматизма. Случай летального ис хода в результате острой быстротекущей лейкемии обозначен буквой D.
Рис. 1. Примеры временных вариаций геомагнитной возмущенности. Гори зонтальная линия обозначает средний уровень геомагнитной активности;
вертикальные линии – ППШ;
Т – травмы и D – летальный исход Cлучаи травматизма, приведенные на рис. 1б,в были зафиксированы при пониженном уровне геомагнитной активности.
Анализ распределения случаев травматизма и внезапных заболеваний по дням недели показывает их сходный характер: наблюдается отчетливая около недельная (циркасептанная) периодичность с двумя пиками в понедель ник/вторник и субботу/воскресенье. Возникновение этих двух пиков вряд ли можно объяснить воздействием социальных факторов, так как работа на рудни ках велась непрерывно, в сменном режиме. Ряд исследований свидетельствует о том, что ритмы с периодами, близкими к половине недели, неделе и около суток имеются у всех биологических систем, не вовлеченных в социальную жизнь, в том числе и одноклеточных (Алякринский Б.Г., 1983). Есть аргументы (Виллорези и др., 1995;
Бреус Т.К., 2003), свидетельствующие о том, что такие ритмы у биологических систем имеют космофизическую обусловленность (ва риации скорости потока солнечного ветра, смена секторной структуры межпла нетного магнитного поля). Полученные зависимости имеют более ярко выра женную околонедельную периодичность, чем приведенные упомянутыми авто рами. Вероятно это связано со специфической конфигурацией силовых линий геомагнитного поля в полярной шапке, которая делает эту зону открытой для взаимодействия с космическим пространством.
Следующий этап исследования был посвящен выявлению взаимосвязи гелиогеофизических и социально-экономических факторов с распределением числа суицидов и болезней системы кровообращения с фатальным исходом в исследуемом регионе. При анализе использовались данные статистики по г.
Кировску и Кировскому району за период 1948-1997 гг. (600 месяцев).
На рисунке 2 приведены вариации стандартизованного показателя смерт ности от сердечно-сосудистых заболеваний (Ih) и самоубийств (Is) в г. Кировске за период 1948-1997 гг. Видно, что между двумя кривыми существуют опреде ленные различия. Во-первых, наблюдается резкое увеличение уровня смертно сти в результате сердечно-сосудистых заболеваний с 1991 г. (более чем в два раза по сравнению с периодом 1948-1990 гг.), что, скорее всего, связано с соци ально-экономическими потрясениями этого периода («шоковая терапия», обни щание масс, безработица, неуверенность в будущем и др.). Как видно из рисун ка 2, в максимуме кривой (1996 г.) величина показателя (Ih=623) смертности почти в три раза превышает среднее значение за период 1948-1990 гг. (Ih =230) Во-вторых, следует отметить, что социально-экономические факторы не приве ли к заметному увеличению количества суицидов во временном интервале 1991-1997 гг. (Is =43) по сравнению с предыдущим периодом (Is =35);
увеличе ние составило лишь 20%. Кроме того, в вариациях числа суицидов наблюдается периодичность, близкая к 11-летнему циклу солнечной активности.
Проанализированы сезонные распределения указанных событий за пери од наблюдения. В сезонном распределении суицидов за период 1948-1990 гг.
наблюдается три отчетливых максимума (сдвоенный в марте-мае (P0.001), в июле (P0.001) и в октябре (P0.05)). В период социально-экономических по трясений (1991-1997 гг.) вид кривой некоторым образом изменился (исчез июльский максимум), но остались два равноденственных (апрель (P0.001) и октябрь (P0.1)).
Рис. 2. Вариации стандартизованного показателя смертности (число случаев на 100 тыс. населения) в г. Кировске за период 1948-1997 гг.: а) от сердечно сосудистых заболеваний (Ih), б) самоубийств (IS).
В сезонном распределении числа случаев смертности от сердечно сосудистых заболеваний за период 1948-1990 гг. также наблюдается весенний максимум (март-апрель, P0.05). Присутствуют также два других максимума (равноденственный в октябре и июльский), но они не являются значимыми. Ос новным отличием данного распределения от суицидального является наличие значительного (P0.001) максимума в январе. В период 1991-1997 гг. картина полностью изменяется, из чего следует, что факторы социально экономического характера, связанные с эпохой реформ в России, оказали зна чительное влияние на уровень смертности от сердечно-сосудистых заболева ний.
С точки зрения природных условий неблагоприятные сезоны (октябрь ноябрь и март-апрель) характеризуются частыми сменами погоды, интенсив ными изменениями продолжительности светового дня и повышенной частотой геомагнитных возмущений. В сезонном ходе геомагнитной активности сущест вуют равноденственные максимумы (март-апрель и сентябрь-октябрь), а в июле в сезонном распределении наиболее интенсивных, имеющих планетарный ин декс Ap150 нТл, магнитных бурь появляется дополнительный максимум (Gonzalez, 2002). Сезонная зависимость существует также в корпускулярной активности Солнца.
В третьей главе приведены результаты исследования воздействия ге лиогеофизических факторов на состояние системы мать-плод. Проанализиро ваны результаты 2482 обследований, проведенных у 1512 беременных женщин в родильном отделении Кировской ЦГБ Мурманской обл. в 1994-2001 гг. мето дом кардиотокографии. Данный метод основан на исследовании вариабельно сти сердечного ритма плода.
Сердцебиения плода фиксировались ультразвуковым методом с исполь зованием аппарата Fetal Guard 2000 (Analogic, США). Для регистрации исполь зован доплеровский УЗ датчик 2.5 МГц. Обработка полученной кривой прове дена с использованием программы, разработанной проф. Демидовым, которая по оригинальному алгоритму рассчитывает интегральный показатель состояния плода (ПСП). Значения ПСП от 0.0 до 1.0 соответствуют здоровому плоду;
от 1.1 до 2.0 – начальные признаки хронического страдания плода;
от 2.1 до 3.0 – выраженные признаки хронического страдания плода и от 3.1 до 4.0 – резко выраженные признаки хронического страдания плода.
Анализ помесячного распределения значений ПСП показал, что в марте, августе и ноябре число неблагоприятных значений ПСП было достоверно вы ше, чем в остальные месяцы года (p 0,05).
Изучив центильное распределение значений ПСП и сравнив его с сезон ным распределением числа сильных (Dst 100 нТл) геомагнитных бурь (рис.
3), мы обнаружили, что в области средних значений ПСП отсутствуют досто верные сезонные колебания и корреляция с выбранным нами геофизическим показателем низка (r = 0,12, p 0,01) Однако в верхней квартили (75%) уже видна некоторая корреляция зна чений ПСП с количеством сильных магнитных бурь (r=0.46, p 0,01). Наи большую корреляцию (r=0.71, p 0,01) с годичным распределением магнитных бурь имеет 85-я процентиль. Интересно, что в верхней децили (90%) связь вновь слабеет (r=0.46, p 0,01).
Отсутствие корреляции между средними значениями ПСП (50 центиль) и частотой магнитных бурь, с нашей точки зрения, связано с большим количест вом других факторов, воздействующих на систему мать-плод. Однако в зоне более неблагоприятных показателей, свидетельствующих о неустойчивом со стоянии системы мать-плод (85 центиль) значительная часть изменений в со стоянии плода прямо или косвенно может быть связана с изменением гелиоге офизической ситуации. Таким образом, можно сделать вывод о том, что на гео магнитные возмущения реагирует 10-15% от общего количества беременных.
Это соответствует литературным данным о чувствительности популяции в це лом к таким воздействиям (Андронова Т.И., 1982).
Рис. 3. Соотношение центильного распределения значений ПСП по месяцам и количества сильных геомагнитных возмущений Снижение корреляции в верхней децили, по нашему мнению, связано с тем, что основная часть самых неблагоприятных ПСП связана с серьезной па тологией беременности, когда внешние факторы уже не оказывают существен ного влияния на систему мать-плод.
Изучив частоту появления неблагоприятных значений ПСП ( 2,0) в за висимости от наличия и фазы геомагнитного возмущения (по данным плане тарного магнитного индекса KР), мы обнаружили, что наибольшее количество неблагоприятных значений ПСП регистрируется как вокруг максимума геомаг нитного возмущения, так и при пониженном уровне геомагнитной активности (в период «магнитного молчания»), что соответствует описанному нами во главе распределению травм и внезапных заболеваний в полярной шапке.
В четвертой главе проанализированы сезонные изменения функцио нального состояния детей школьного возраста в изучаемом регионе.
Проведен анализ имеющейся в литературе информации о сезонных коле баниях функционального состояния детей. Показано, что, несмотря на тради ционно сложившееся мнение о полярной ночи как о наиболее неблагоприятном в году сезоне, имеются литературные данные, называющие другие периоды в качестве критических.
В анкетировании, которое проводилось в период с апреля по октябрь г., опрошены родители 202 детей городов Кировск и Апатиты Мурманской об ласти.
Часть вопросов позволила выделить среди детей группу чувствительных к внешним факторам. Из всего количества опрошенных родители 111 детей (55,0%) отмечали, что ребенок иногда реагирует изменением самочувствия на перемену погоды, 20 детей (9,9%) реагируют на изменение погоды часто. Соот ветственно, на определенную фазу Луны иногда реагируют изменением само чувствия 40 детей (19,8%), часто – 7 детей (3,5%). Реакция на геомагнитные возмущения (объявленные в средствах массовой информации или в дни наблю даемых полярных сияний) отмечалась родителями у 85 детей (42,1%) иногда, у 7 детей (3,5%) часто. Наконец, нарушение самочувствия в один и тот же день с другими членами семьи, что косвенно свидетельствует о гелиометеотропной реакции, иногда отмечается у 79 детей (39,1%), часто – у 9 детей (4,5%).
Если данные по метеочувствительности и чувствительности к фазам Лу ны примерно соответствуют литературным данным, то субъективная оценка чувствительности к геомагнитным возмущениям значительно превышает тра диционно описываемую в литературе и обнаруженную нами на предыдущем этапе исследования. Вероятно, отчасти это может быть вызвано эффектами массового внушения при частом объявлении «неблагоприятных в геофизиче ском плане дней» в средствах массовой информации. Мнение о неоправданно сти публикации данной информации неоднократно высказывалось специали стами по биометеорологии.
Часть вопросов анкеты касалась субъективной оценки неблагоприятных сезонов. Показано, что ухудшение самочувствия в тот или иной сезон года от мечается у опрошенных детей. Частота ухудшений в течение осенне-зимне весеннего периода меняется незначительно, однако наибольшей она является в марте-апреле. Значительно реже (только у 40% опрошенных) отмечаются се зонные изменения сна. По этому параметру одним из неблагоприятных перио дов является лето, что, вероятно, объясняется отсутствием школьных занятий как режимообразующего фактора. Что касается остальных сезонов, то и здесь весенние месяцы являются наименее благоприятными.
Также большое количество опрошенных (более 70%) указывают на се зонное появление жалоб астеноневротического характера и здесь с явным пре обладанием (p0,01) отмечается весенняя (март-апрель) сезонность.
Что касается сезонных обострений хронических заболеваний, прежде все го надо отметить, что такие обострения отмечают большинство детей, имею щих эти заболевания (более 80%). Сезонность здесь имеет отчетливый осенне весенний характер, что соответствует литературным данным (Мазурин А.В., 1990;
Рапопорт С.И., 2000).
Для анализа динамики функционального состояния детей в течение учеб ного года использованы данные обследований 50 детей 12-13 лет, обучающихся в параллели 7 классов одной из школ г. Апатиты Мурманской обл. В зависимо сти от образа жизни дети разделены на 2 группы. В состав 1-й группы были включены 25 учащихся специализированного спортивного класса, имеющих регулярную тренировочную нагрузку 10-12 часов в неделю. Во 2-ю группу включены 25 детей из общеобразовательного класса, не имеющих регулярных физических нагрузок.
Обследования проведены 5 раз в течение учебного года – в начале учеб ного года, в конце октября - начале ноября, в разгар полярной ночи (II половина декабря), в феврале и апреле.
В комплекс обследования при мониторинге включены традиционная ан тропометрия, кардиореспираторные пробы – проба Штанге (ПШ), ЧСС, АД;
ве лоэргометрия по В.Л.Карпману с определением индекса физической работо способности PWC170 и индекса восстановления ЧСС (ИВ);
психофизиологиче ские пробы – оценка реакции на движущийся объект (РДО) при помощи ком пьютерной программы «РДО», определение индивидуальной минуты (ИМ);
оп ределение состояния регуляторных механизмов – кардиоинтервалография по Р.М.Баевскому с активной ортостатической пробой с определением индекса напряжения (ИН), коэффициента К30/15, характеризующего реактивность пара симпатического отдела вегетативной нервной системы (программно аппаратный комплекс «Поли-Спектр», Иваново, Россия), подсчет интегрально го индекса адаптационного потенциала (АП).
Полученные несколько более высокие значения ЧСС и АД в сентябре со гласуются с литературными данными. В остальных сериях колебания ЧСС и АД были незначительны. Что касается ПШ, в 1-й группе отмечено непрерывное равномерное нарастание данного показателя в течение учебного года, что, ви димо, связано с повышением уровня тренированности. Во 2-й группе наиболее высокие показатели ПШ отмечены в октябре-ноябре. Следует отметить, что по казатели в период полярной ночи у данной группы детей были стабильны.
Динамика показателей физической работоспособности в течение года показывает, что в разгар полярной ночи уровень PWC170 не снижается, а у детей 2-й группы в этот период отмечаются самые высокие значения этого показате ля. У детей 1-й группы пик физической работоспособности отмечен в феврале.
Что касается показателя ИВ, характеризующего способность к восстанов лению после физической нагрузки, его колебания незначительны, наилучшую способность к восстановлению дети в обеих группах демонстрируют в феврале, показатели в полярную ночь невысоки, но превышают таковые в сентябре.
Динамика психофизиологических показателей несколько отличается от проанализированных выше.
Показатели РДО в течение учебного года имеют тенденцию к равномер ному улучшению, что объясняется физиологическим созреванием ЦНС. Стоит отметить, что при построении условной линии тренда данного показателя ре зультаты декабря не «выпадают» из общей тенденции.
Отмечено ухудшение показателя ИМ в декабре в группе детей спортсменов, свидетельствующее о повышении ситуационной тревожности.
Возможно, это связано с изменением режима тренировок при переходе от базо вого тренировочного к соревновательному периоду, который приходится на это время. У детей 2 группы период полярной ночи по данному показателю вполне благоприятен.
Сезонная динамика характеристик регуляторных механизмов пред ставляется едва ли не самой важной, ибо данные показатели отражают «цену деятельности» и уровень адаптации организма к внешней среде.
Рис. 4. Сезонная динамика показателя АП Как видно на рисунке 4, в величине АП у детей 1 и 2 групп некоторые различия имеются в сентябре и феврале (лучшие показатели у детей спортсменов). Существенно, что в обеих группах наименьшие (наиболее благо приятные) значения отмечены в декабре.
Динамика показателя К30/15, отражающего уровень вегетативной реактив ности позволяет утверждать, что и здесь период полярной ночи не является са мым тяжелым в году. В обеих группах показатели декабря выше (более благо приятны), чем в октябре-ноябре и апреле.
Оценка ИН как показателя, характеризующего состояние регуляторных механизмов, несколько затруднительна. С одной стороны, традиционно счита ется, что высокие значения ИН свидетельствуют о неблагоприятном состоянии организма, низкие же значения характерны для лиц тренированных, с высоким уровнем адаптационного потенциала. Однако у жителей Севера в сравнении со средними и южными широтами отмечается преобладание парасимпатической регуляции. Кроме того, у северных детей довольно высока частота вегетатив ных расстройств с преобладанием ваготонии. У таких детей снижение в дина мике значений ИН может свидетельствовать о срыве адаптации и зачастую от мечается именно в период клинического обострения вегето-сосудистых рас стройств.
Исходя из этого, нами проанализированы не абсолютные значения ИН, а их соответствие возрастной норме, которая составляет у детей данного возраста 52,0 - 112,0 у.е. Количество детей в каждой серии наблюдений с ИН, соответст вующим возрастной норме и, соответственно, с отклонениями показателя в большую или меньшую стороны показано в таблице 1.
В 1-й группе наименьшее количество соответствий показателя ИН воз растной норме (6 из 23 испытуемых) отмечено в феврале, во 2 группе – в октяб ре-ноябре (всего 3 из 25).
Таблица 1.
Сезонное распределение значений ИН по их соответствию возрастной норме.
Соответствие ИН Окт. Сент. Дек. Фев. Апр.
возрастной норме нояб.
8 9 8 6 Соответствует 1 группа Больше нормы 6 4 7 10 Меньше нормы 9 10 8 7 7 3 9 9 Соответствует 2 группа Больше нормы 10 11 8 7 Меньше нормы 6 9 6 7 При этом отклонения данного показателя от возрастной нормы в сторону увеличения и уменьшения в общем фиксируются примерно с равной частотой.
Это еще раз свидетельствует о невозможности по усредненным значениям ИН судить о функциональном состоянии сколько-нибудь большой группы испы туемых.
Отметим также, что в полярную ночь количество детей с ИН, соответст вующим возрастной норме в обеих группах относительно высоко.
Так как именно напряжение регуляторных механизмов является наибо лее тонким критерием снижения функционального состояния организма, мы попытались найти клинические параллели для данных, свидетельствующих о том, что осень и весна являются более тяжелыми периодами для северных де тей, чем полярная ночь. С этой целью мы проанализировали помесячное коли чество обращений детей к неврологу детской поликлиники Кировской ЦГБ Мурманской обл. в 2000 г. по поводу астено-вегетативных и невротических расстройств (рис. 5).
Так как численность обслуживаемого населения за год существенно не изменилась (8560 чел. в начале года и 8397 чел. в конце), в предложенной диа грамме мы расположили месяцы в соответствии с их последовательностью в учебном году.
Как видно из диаграммы, более 40 обращений в месяц по поводу указан ной патологии отмечалось только в октябре-ноябре и апреле (p0,05).
Данные сезоны с точки зрения природных условий характеризуются час тыми сменами погоды, интенсивным изменением продолжительности светово го дня и повышенной частотой геомагнитных возмущений (равноденственные максимумы геомагнитной активности).
60 Астеновегетативные расстройства Количество обращений Невротические расстройства Сен Окт Ноя Дек Янв Фев Мар Апр Май Рис. 5. Помесячное число обращений детей 5-15 лет в г. Кировске к неврологу детской поликлиники по поводу астеновегетативных и невроти ческих расстройств в 2000 г.
Таким образом, традиционное представление о полярной ночи как о наи более тяжелом периоде года для детей, проживающих на Севере, проведенным исследованием не подтверждается. В рамках проведенного исследования более неблагоприятными сезонами выглядят осень (октябрь-ноябрь) и особенно весна (март-апрель).
ВЫВОДЫ Гелиогеофизические особенности Кольского Севера являются сущест 1.
венным медико-биологическим фактором, обусловливающим диском фортность проживания на данной территории. Чувствительность к этим факторам ярко проявляется у лиц, относящихся к группам риска (лица, работающие во вредных производственных условиях, лица с не устойчивой психикой, беременные женщины, дети).
Проведенные на различных контингентах в различных в геофизиче 2.
ском плане регионах исследования показали, что неблагоприятным воздействием на человеческий организм обладают как геомагнитные возмущения, так и периоды «геомагнитного молчания».
Показано, что в регионе исследования многолетняя и сезонная дина 3.
мика смертности от самоубийств принципиально отличается от рас пределения числа смертей по причине заболеваний сердечно сосудистой системы и обусловлена, преимущественно, природными, в первую очередь космофизическими факторами. Вклад данных факто ров в смертность от заболеваний сердечно-сосудистой системы не яв ляется значительным, преобладающими здесь являются, предположи тельно, социально-экономические факторы.
Выявленные сезонные изменения функционального состояния детей 4.
школьного возраста, проживающих на Севере, в значительной степени определяются исходным состоянием их соматического и психического здоровья и в некоторой степени зависят от образа жизни (уровня физи ческих и учебных нагрузок).
Результаты исследования помесячных изменений показателя состоя 5.
ния плода и сезонных изменений функционального состояния детей школьников продемонстрировали, что традиционное представление о полярной ночи, как о наиболее тяжелом периоде года, неоправданно.
Ухудшение представленных показателей отмечается осенью (октябрь ноябрь) и весной (март-апрель).
Практические рекомендации Выявленная связь случаев внезапных заболеваний и травм с геофизиче 1.
ской обстановкой может быть использована для прогнозирования и сни жения уровня производственного и бытового травматизма, возникнове ния техногенных и антропогенных чрезвычайных ситуаций, иных экс тремальных ситуаций в зависимости от гелиогеофизической возмущен ности.
Необходима осторожность при интерпретации неблагоприятных показа 2.
телей КТГ, т.к. в ряде случаев неблагоприятное состояние плода, воз можно, является результатом внешних геофизических воздействий, а не признаком тяжелой патологии беременности. В связи с этим требуется осмотрительность при выборе акушерами активной тактики ведения бе ременных, т.к. иногда через день-два показатели могут «самопроизволь но» улучшиться.
Полученные результаты позволяют рекомендовать пересмотр сущест 3.
вующих гигиенических предписаний, касающихся снижения учебной на грузки в период полярной ночи и выделение других, объективно более тяжелых периодов в учебном году.
Построение тренировочного процесса у спортсменов на Крайнем Севере 4.
должно существенно отличаться от рекомендуемых схем, разработанных для средних широт и должно происходить с учетом региональных осо бенностей сезонной динамики физической работоспособности и напря жения регуляторных механизмов.
Список работ, опубликованных по материалам диссертации 1. Шумилов О.И., Еникеев А.В., Касаткина Е.А. Возможное влияние гелио геофизических факторов в высоких широтах на внутриутробное состояние плода (неинвазивные методы оценки, КТГ) // Сборник материалов Всерос сийской научно-практической конференции «Тульские педиатрические чте ния», Тула, апрель 2001. -С.230-231.
2. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Иванов В.Е., Еникеев А.В. Воздействие гелиогеомагнитной возмущенности на уровень экстремальных ситуаций в Арктике // Тезисы докл. IX Международного Симпозиума «Мониторинг здоровья населения и окружающей среды. Технологии и информационные базы данных-2001», о.Крит, Греция, 29 апреля-6 мая 2001. -С. 21-22.
3. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Еникеев А.В. Влияние гелиогеофизиче ских факторов на внутриутробное состояние плода по данным фетального кардиомониторинга в высоких широтах // Тезисы докл. IX Международного Симпозиума «Мониторинг здоровья населения и окружающей среды. Тех нологии и информационные базы данных-2001», о.Крит, Греция, 29 апреля 6 мая 2001. – С. 72.
4. Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Enykeev A.V., Chramov A.V. Fetal hearth rate variability depending on geomagnetic activity at high latitudes // Abstr. of the 24th Annual Seminar on Physics of auroral phenomena, Apatity, 26 February- March, 2002. –Preprint PGI 02-01-111. –Apatity: KSC RAS, PGI, 2002. P. 104.
5. Касаткина Е.А., Шумилов О.И., Еникеев А.В., Струев А.Г. Гелиогеофи зические факторы и уровень экстремальных ситуаций на архипелаге Шпиц берген //Сборник материалов 1 Всероссийской университетской научно практической конференции молодых ученых и Студентов по медицине. – Тула, 2002. С. 92-93.
6. E.A. Kasatkina, O.I. Shumilov, A.V. Enykeev, A.V. Chramov, Fetal heart rate variability depending on geomagnetic activity in Arctic // Proc. of the VIII Inter national Congress of Ecology (INTECOL), Seoul, Korea, 11-18 August 2002. P.
113.
7. Еникеев А.В., Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Храмов А.В. Влияние не которых природных факторов в высоких широтах на внутриутробное со стояние плода // Российский вестник перинатологии и педиатрии. Т. 47, № 4, с. 19, 2002.
8. Shumilov O.I., Enykeev A.V., Kasatkina E.A., Chramov A.V. Seasonal as pects of the natural factor action on the functional condition of children in the North // Abstracts of the 26th Annual Seminar on Physics of auroral phenomena, Apatity, 25-28 February, 2003. -Preprint PGI 02-01-111. –Apatity: KSC RAS, PGI, 2003. -P. 77-78.
9. Shumilov O.I., A.V. Enikeev, E.A. Kasatkina, A.V. Chramov. The possible influence of heliogeophysical factors on the mother-placenta-fetus system at polar regions // Proc. Intern. Ecologic Forum «Environment and human health», June 29-July 2, 2003, St. Petersburg, Russia (Ed. G.A. Sofronov), p. 447-449.
10. Shumilov O.I., A.V. Enikeev, E.A. Kasatkina, A.V. Chramov. The seasonal aspects of natural factors action on the children’s functional condition be hind the polar circle // Proc. Intern. Ecologic Forum «Environment and human health», June 29-July 2, 2003, St. Petersburg, Russia (Ed. G.A. Sofronov), p. 818 819.
11. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Еникеев А.В., Храмов А.В. Исследова ние воздействия геомагнитных возмущений в высоких широтах на внутри утробное состояние плода при помощи кардиотокографии // Биофизика. Т.
48, №2, с. 355-360, 2003.
12. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Еникеев А.В., Храмов А.В. О сезонных аспектах воздействия природных факторов на функциональное состояние детей в заполярье // Сб. научн. тр. «Север 2003: проблемы и решения». Изд.
КНЦ РАН. 2004. – С. 22-23.
13. Еникеев А.В., Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Храмов А.В. Сезонные ас пекты функционального состояния детей в заполярье // Мат. 8-й Республи канской научно-практической конференции «Социально-гигиенический мо ниторинг здоровья населения», Рязань (под ред. проф. В.Г. Макарова и проф. В.А. Кирюшина). – 2004. – Ч. 2. – С. 255-256.
14. Enykeev A.V., Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Chramov A.V. Some aspects of seasonal variations of children functional state in Arctic // EMS Annual Meeting Abstracts. – 2006. – V. 3. – P. 00150.
15. Еникеев А.В., Касаткина Е.А., Храмов А.В., Шумилов О.И.
Исследование воздействия гелиогеофизической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке (арх. Шпицберген) // Вестник новых медицинских технологий. – 2007. – Т. 15. – С. 63-65.
16. Еникеев А.В., Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Карелин А.О., Никанов А.Н. Се зонные изменения функционального состояния организма детей Кольского Заполярья // Экология человека. – 2007. - № 5. – С. 23-28.
17. Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Weydahl A., Chramov A.V., Enykeev A.V. Heliogeo physical and socioeconomic factor influence on suicide occurrence and mortality caused by cardiovascular diseases behind the Polar Circle // Abstr. for the 18th Nordic Meeting in Social Medicine and Public Health, 10-11 October 2007, Helsinki, Finland. – P. 23-24.
18. Касаткина Е.А., Шумилов О.И., Еникеев А.В., ХрамовА.В. Сравнительный анализ гелиогеофизических и социально-экономических факторов в их воздействии на уро вень суицидов и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (по данным г. Ки ровска Мурманской области) // Экология человека. – 2008. – №5. – С. 52-56.
19. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Еникеев А.В., Храмов А.В. Связь уровня смертности и суицидов с социально-экономическими и естественными факторами на Кольском полуострове // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения», Апати ты, 14-16 октября 2008 г., часть 2. – Апатиты: Издательство Кольского научного цен тра РАН, 2008. – С. 172-176.