Метеочувствительность и болезни, вызываемые воздействием атмосферного давления.

Метеочувствительность - это реакция организма на воздействие метеорологических (погодных) факторов. Метеочувствительность довольно широко распространена и возникает при любых, но чаще непривычных для данного человека климатических условиях. Погоду "чувствует" около трети жителей умеренных широт. Особенностью этих реакций является то, что они возникают у значительного числа людей синхронно с изменением метеорологических условий или несколько опережая их.

Проявления метеочувствительности зависят от исходного состояния организма, возраста, наличия какого-либо заболевания и его характера, микроклимата, в котором живет человек, и степени его акклиматизации к нему. Метеочувствительность чаще отмечается у людей, мало бывающих на свежем воздухе, занятых сидячим, умственным трудом, не занимающихся физкультурой. Именно у них сужены зоны так называемого микроклиматического комфорта. Для здорового человека метеорологические колебания, как правило, не опасны. Тем не менее у людей, которые не чувствуют погоду, реакции на нее все же проявляются, хотя порой и не осознаются. Их необходимо учитывать, например, у водителей транспорта. При резком изменении метеоусловий им становится труднее концентрировать внимание. Отсюда может возрастать число несчастных случаев. В результате болезней (гриппа, ангины, воспаления легких, заболеваний суставов и др.) или переутомления сопротивляемость и резервы организма снижаются. Именно поэтому метеочувствительность отмечается у 35-70% больных разными заболеваниями. Так, погоду чувствует каждый второй больной с болезнями сердечно-сосудистой системы.
Значительные атмосферные изменения могут вызвать перенапряжение и срыв механизмов адаптации. Тогда колебательные процессы в организме - биологические ритмы искажаются, становятся хаотичными. Физиологическую (бессимптомную) погодную реакцию можно сравнить со спокойным озером, по которому идут волны от легкого ветерка. Патологическая (болезненная) погодная реакция представляет своего рода вегетативную "бурю" в организме. Способствуют ее развитию нарушения регуляции вегетативной нервной системы. Число вегетативных расстройств в последнее время возрастает, что связано с действием неблагоприятных факторов современной цивилизации: стресса, спешки, гиподинамии, переедания и недоедания и др. К тому же у разных людей функциональное состояние нервной системы далеко не одинаковое. Это определяет тот факт, что нередко при одних и тех же заболеваниях отмечаются диаметрально противоположные погодные реакции: благоприятные и неблагоприятные. Чаще метеочувствительность наблюдается у лиц со слабым (меланхолики) и сильным неуравновешенным (холерики) типом нервной системы. У людей сильного уравновешенного типа (сангвиники) метеочувствительность проявляется лишь при ослаблении организма.

На организм влияет как погода в целом, так и ее отдельные компоненты. Колебания барометрического давления действуют двумя путями: снижают насыщение крови кислородом (эффект барометрических "ям") и механически раздражают нервные окончания (рецепторы) плевры (слизистой оболочки, выстилающей плевральную полость), брюшины (выстилающей брюшную полость), синовиальной оболочки суставов, а также рецепторы сосудов. Ветер вызывает перевозбуждение нервной системы, раздражая рецепторы кожи.

В последние годы получило новое направление в изучении влияния метеоусловий на организм, так называемая "синдромная метеопатология", которая включает симптомы метеопатий, обусловленные комбинированным действием барометрического давления и атмосферных аномалий, таких как гроза, горячие и сухие ветры, туманы, снегопад и др.

Влажность воздуха играет роль в поддержании плотности кислорода в атмосфере, влияет на тепловой обмен и потоотделение. Особенно чувствительны к высокой влажности больные гипертонической болезнью и атеросклерозом. В большинстве случаев обострение заболеваний сердечно-сосудистой системы возникает при высокой относительной влажности (80-95%). У многих людей дождливые дни накладывают отпечаток даже на внешний вид, нередко лицо становится бледным. При резком изменении температуры возникают вспышки острых респираторных я инфекционных заболеваний. Неблагоприятно действует на организм и избыток положительных аэрофонов, наблюдающийся в жаркую и влажную погоду, что может вызвать обострение заболеваний сердца. В последние годы большое значение придается изменениям солнечной активности и магнитного поля Земли (геомагнитные возмущения и бури). Их действие на организм проявляется за 1-2 дня до перемены погоды, в то время как остальные метеофакторы влияют непосредственно до или во время прохождения воздушных масс (циклона или антициклона). Непривычная устойчивая погода, как правило, тоже неблагоприятно действует на организм. В ноябре 1977 г. в г.Саратове длительно сохранялась теплая влажная погода с сильными туманами. Это угнетающе действовало на психику людей, понижало работоспособность, вызывало перенапряжение нервной системы.

Различают три степени метеочувствительности. Легкая степень проявляется только субъективным недомоганием. При выраженной метеочувствительности (средней степени) отмечаются отчетливые объективные сдвиги: изменения артериального давления, электрокардиограммы и т. п. При тяжелой степени метеочувствительности наблюдаются резко выраженные нарушения, она проявляется пятью типами метеопатических реакций. При сердечном типе возникают боли в области сердца, одышка. Мозговой тип характеризуется головными болями, головокружениями, шумом и звоном в голове.

Смешанный тип - сочетанием сердечных и нервных нарушений. При астеноневротическом типе отмечаются повышенная возбудимость, раздражительность, бессонница, изменяется артериальное давление. Встречаются люди, которые не могут четко локализовать проявления метеочувствительности. Это неопределенный тип реакции: общая слабость, боль и ломота в суставах, мышцах и т. п.

Характер и величина повреждений, обусловленных воздействием атмосферного давления зависит от величины (амплитуды) отклонений атмосферного давления и, главным образом, от скорости его изменения.

Декомпрессионные заболевания наиболее часто возникают у водолазов (при глубоководных погружениях), у летчиков, рабочих в кессонах (кессонная болезнь) в результате насыщения крови и тканей организма азотом, гелием или другими газами в период пребывания человека в зоне высокого давления с последующим его снижением - декомпрессией. Насыщение тканей организма азотом или гелием в зоне повышенного давления продолжается до уравнивания давления этих газов во вдыхаемом воздухе с их давлением в тканях. Этот процесс обычно длится несколько часов, причем различные ткани насыщаются азотом или гелием с разной скоростью. Кровь, например, насыщается быстрее, чем жировая ткань, но последняя растворяет азота в 5 раз больше, чем кровь и другие ткани. Насыщение тканей азотом при давлении до 4 ат. ч (при соблюдении правил создания повышенного давления) не оказывает на организм неблагоприятного воздействия. Однако при быстром переходе из зоны высокого давления в зону пониженного давления избыточно растворенный азот не успевает выводиться через легкие, следствием чего является переход газов крови и тканей из растворенного состояния в газообразное с образованием пузырьков.

Непосредственной причиной декомпрессионных заболеваний является закупорка кровеносных сосудов газовыми пузырьками или сдавление ими близлежащих тканей. Существенное значение имеют сопутствующие факторы - тяжелая физическая работа, охлаждение организма, травмы и т. д.

Признаки заболевания чаще всего появляются в течение первого часа после выхода из зоны высокого давления, но нередко и значительно позже. Заболевание проявляется кожным зудом, болями в суставах и мышцах. Наиболее тяжелые клинические симптомы возникают при закупорке газовыми пузырьками сосудов мозга, легких и других жизненно важных органов.

При поражении сосудов мозга наблюдаются головокружение, оглушенность, рвота, слабость, обмороки, иногда парезы и параличи. При поражении сосудов легких возникают загрудинные боли, резкий кашель. В зависимости от тяжести заболевания смерть может наступить либо через несколько минут после декомпрессии, либо в течение от одних суток до трех недель.

При быстром наступлении смерти сильно выражено трупное окоченение. Отмечается распространенная эмфизема подкожной клетчатки туловища, шеи и лица. При пальпации кожи слышна крепитация (напоминает хруст снега под ногами). Из-за наличия газа в кровеносных сосудах и неравномерного кровенаполнения сосудов гемомикроциркуляторного русла кожа приобретает мраморный вид. Скопившаяся в венах кровь остается жидкой (из-за гипоксии) и приобретает пенистый вид. При микроскопическом исследовании внутренних органов в сосудах отмечается обилие пузырьков воздуха (газовая эмболия). В легких выявляют отек, периваскулярные кровоизлияния, интерстициальную эмфизему, в печени - жировую дистрофию. В головном и спинном мозге имеются мелкие множественные ишемические очаги серого размягчения.

При длительном воздействии повышенного атмосферного давления в трубчатых костях обнаруживают очаги разрежения с перифокальным склерозом, в суставах - деформирующий остеоартроз.

Наиболее эффективный метод лечения - декомпрессия, т. е. повышение давления с последующим медленным его снижением.

Радиационное повреждение

Радиация - это энергия, заключенная в электромагнитных волнах и частицах. Типы, частоты и биологический эффект электромагнитной радиации суммированы в таблице 1. Приблизительно 80% излучений исходит от природных источников, включая космическое излучение, ультрафиолетовый свет и природные радионуклиды, особенно газ радон. Остальные 20% возникают из различных произведенных человеком источников: источников радио- и микроволнового излучения, атомных электростанций и др. Несмотря на то, что патологическое действие высоких доз облучения достоверно доказано, эффект низких доз иногда оказывается прямо противоположным.

Электромагнитное излучение делится на ионизирующее и неионизирующее.
К неионизирующим относятся излучения с большой длиной волны и низкой частотой: радиоволны, микроволновое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, видимый свет. Это излучение приводит к вибрации и ротации атомов биологических молекул. Коротковолновое излучение может ионизировать и выбивать электроны.
Рентгеновское, гамма- и космическое излучение относят к ионизирующему излучению. Также существует излучение элементарных частиц: альфа, бета или электронов, нейтронов, мезонов и нейтрино. Энергию этих частиц измеряют в мегаэлектроновольтах (МЭВ).

Острый эффект поражения может варьировать от выраженного некроза при больших дозах (>10 Гр), гибели пролиферирующих клеток при средних дозах (от 1 до 2 Гр) до отсутствия гистопатологического эффекта при дозах менее 0,5 Гр. При таких низких дозах происходит повреждение внутриклеточных структур, особенно ДНК; однако, в большинстве клеток активизируются адаптационные и репаративные механизмы ответа на низкие дозы радиации. В выживших клетках могут наблюдаться отсроченные (поздние) эффекты ионизирующего излучения: мутации, хромосомные аберрации, генетическая нестабильность. Эти генетически поврежденные клетки могут стать основой возникновения злокачественных опухолей; наиболее сильно поражаются быстро растущие ткани. Большинство опухолей индуцируются ионизирующим излучением мощностью более 0,5 Гр. Острая гибель клеток, особенно эндотелиальных, может привести к отсроченному нарушению функции органов через несколько месяцев и даже лет после воздействия излучения. В общем, это отсроченное повреждение возникает в результате нескольких патологических процессов: атрофии паренхиматозных органов, ишемии в результате поражения сосудов и фиброза.

Острые эффекты. Ионизирующее излучение может причинить различные типы повреждение ДНК.

Острые нарушения в генетическом аппарате клеток происходят даже при действии небольших доз (менее 0,5 Гр). К таким повреждениям относятся повышенная экспрессия c-fos, c-jun и c-myc протоонкогенов, индукция цитокинов, таких как фактор некроза опухоли (TNFa), и активация антиоксидантных защитных ферментов, например, супероксид дисмутазы. Свободные радикалы, образующиеся непосредственно или опосредовано под действием ионизирующего излучения, могут приводит к развитию "окислительного стресса", что приводит к активации транскрипции некоторых веществ, которые усиливают синтез различных белков. Повреждение ДНК само по себе вызывает усиленный синтез белков, участвующих в репарации ДНК, остановке деления клетки и апоптозе.

Фиброз. Важным поздним осложнением при воздействии ионизирующего излучения, обычно в дозах, применяемых для радиотерапии опухолей, является замещение нормальной паренхиматозной ткани фиброзной, что приводит к рубцеванию органа и нарушению его функции. Эти фиброзные изменения могут развиваться как в результате острого некроза клеток в органах с неполной регенерацией, так и в результате ишемического повреждения из-за поражения кровеносных сосудов. К тому же в молочной железе и легких при облучении выделяются повреждающие цитокины и факторы роста, способствующие склерозированию, которые сохраняются в течение нескольких недель после облучения.

Канцерогенез. В результате воздействия ионизирующего излучения повышается риск заболевания различными злокачественными опухолями, особенно раком кожи, лейкемией, остеогенными саркомами и раком легких. Заболевание чаще всего развивается через 10-20 лет после облучения.

Клинические проявления облучения.

Острое облучение всего тела. Облучение всего тела потенциально летально; клинические проявления зависят от дозы и описываются как острый радиационный синдром или радиационная болезнь. При изучении катастроф на атомных станциях и атомной бомбардировки в Японии установлено, что для человека доза рентгеновских или гамма-лучей, при воздействии которых в течение 60 дней погибает 50% облученных, составляет 2,5-4,0 Гр (250-400 Рад). В зависимости от полученной дозы может развиться 4 синдрома: субклинический или продромальный, гематопоэтический, гастроинтестинальный синдромы или синдром поражения центральной нервной системы. Острые симптомы отражают повреждение высокочувствительных и быстропролиферирующих тканей организма, таких как костный мозг и эпителий желудочно-кишечного тракта. Если больной выживает, то некротические и апоптотические клетки замещаются новыми, а при невозможности регенерации - соединительной тканью.

Таблица 3
Клиническая характеристика острого радиационного синдрома

Стадия	Доза (на все тело, рэм)	Симптомы	Прогноз
Субклиническая	<200	Легкая тошнота и рвота. Лимфоциты <1500/мм3.	100% выживаемость
Гематопоэтическая	200-600	Тошнота и рвота. Петехии и геморрагии. Резкое снижение нейтрофилов и тромбоцитов в течение 2 недель. Лимфоциты <1000/мм3.	Частое развитие инфекционных осложнений. Необходима трансплантация костного мозга
Гастроинтестинальная	600-1000	Тошнота, рвота, диаррея. Kровотечения и инфекции в течение 1-3 недель. Тяжелая нейтро- и тромбоцитопения. Лимфоциты <500/мм3.	Шок и смерть в течение 10-14 дней
Поражения ЦНС	>1000	Неукротимая рвота и диаррея. Оглушенность, сонливость, судороги. Kома от 15 мин до 3 часов. Отсутствие лимфоцитов	Смерть в течение 14-36 часов

 

Лучевая терапия. Внешнее облучение используется для радиотерапии злокачественных опухолей в дозах от 40 до 70 Гр (4000-7000 Рад), при этом производят защиту окружающих тканей. Даже при проведении местного облучения, особенно легких и живота, может развиться острая радиационная болезнь. Под воздействие облучения опухолевая ткань может резко сжаться, что приводит к возникновению болей и/или компрессии окружающих тканей. В результате лучевой терапии у больных может развиваться бесплодие, вторичные злокачественные опухоли поздние осложнения.
Нарушения роста и развития. Эмбрион и детский организм весьма чувствительны к ионизирующему излучению.

Отсроченные проявления облучения.

Через несколько месяцев или лет могут возникать поздние осложнения (канцерогенез был рассмотрен выше). В результате таких осложнений может нарушаться нормальная функция жизненно важных органов: легких, сердца, почек, ЦНС. Также может развиваться бесплодие, как у мужчин, так и у женщин. Может нарушаться зрение из-за развития катаракты, также иногда наблюдается кишечная непроходимость в результате разрастания соединительной ткани в кишечнике. Фиброзные стриктуры и хронические язвы могут наблюдаться на коже, в желудочно-кишечном тракте, мочевом пузыре, влагалище. Хронические нарушения в мелких сосудах и избыточное образование соединительной ткани могут осложнять различные хирургические вмешательства. Часто нарушается заживление ран, в них развивается инфекционные процесс. Наиболее часто повреждаются:

Кровеносные сосуды. После первоначальной воспалительной реакции, сопровождаемой некрозом эндотелиальных клеток, в кровеносных сосудах в облученной области развивается подэндотелиальный фиброз, фиброз мышечной оболочки, разрушение внутренней эластической мембраны, значительное сужение просвета сосуда.

Капилляры могут тромбироваться, облитерироваться или, наоборот, расширяться (эктазия капилляров). В органах, которые кровоснабжаются через пораженные сосуды, наблюдается ишемические повреждения, атрофия и фиброз.

Кожа. Волосяные фолликулы и эпидермис наиболее чувствительны к воздействию ионизирующей радиации. Часто наблюдается десквамация эпидермиса, очаги ее замещаются атрофичным эпидермисом с гиперкератозом, гипер- или гипопигментацией.

Сосуды могут истончаться и расширяться, они часто окружены плотными пучками коллагеновых волокон. Наблюдается нарушение заживления ран, повышенная чувствительность к инфекциям и язвообразование. Эти изменения называются контактным дерматитом. Как уже было сказано, рак кожи, особенно базальноклеточный и плоскоклеточный, может развиваться через 20 и более лет после облучения.

Сердце. Сердце и перикард часто повреждаются в результате проведения радиотерапии в области грудной клетки при лимфомах, раке легких и молочной железы. Фиброз перикарда приводит к развитию констриктивного перикардита. Реже в результате повреждения коронарных артерий развивается ишемия миокарда и, как следствие, кардиосклероз.

Легкие. Легкие легко повреждаются ионизирующим излучением. Часто развивается острая легочная недостаточность, в более поздние сроки - радиационный пневмонит. В них развивается как внутриальвеолярный, так и интерстициальный фиброз. Риск возникновения рака легкого намного выше у курильщиков, так как наблюдается синергичное действие этих двух факторов в канцерогенезе.

Почки и мочевой пузырь. Почки имеют среднюю восприимчивость к радиационному повреждению. Постепенно в них развивается перитубулярный некроз, повреждение сосудов, гиалинизация клубочков, что в итоге приводит к гипертензии и атрофии почек. В мочевом пузыре может наблюдаться острый некроз эпителия, затем развивается подслизистый фиброз, контрактуры, кровотечения и язвообразование.

Желудочно-кишечный тракт. В результате воздействия ионизирующего излучения могут развиваться эзофагит, энтерит, колит, проктит. Они сочетаются с эксфолиацией эпителия, повышенной восприимчивости к инфекциям, нарушением всасывания электролитов и жидкости. В результате повреждения сосудов возникает ишемия, язвообразование и атрофия слизистой. В результате фиброза могут развиться стриктуры, приводящие к непроходимости кишечника.

Молочная железа. Даже диагностические лучевые исследования грудной клетки могут приводить к увеличению риска развития рака молочной железы. Радиотерапия рака молочной железы приводит к развитию выраженной фиброзной реакции с высоким полиморфизмом эпителиальных клеток.

Яичники и яички. Сперматогенные клетки очень чувствительны к облучению; даже небольшие дозы могут приводить к нарушению мейоза и бесплодию. В результате склероз кровеносных сосудов наблюдается фиброз семенных канальцев, при этом клетки Сертоли и интерстициальные клетки Лейдига не повреждаются. Фолликулы в яичнике быстро разрушаются.

Глаза и нервная система. Хрусталик неустойчив к действию ионизирующего излучения, в нем часто развивается катаракта. Нередко повреждаются сосуды сетчатки и цилиарного тела. В головном мозге могут развиваться очаги некроза и демиелинизации нервных волокон. В результате облучения спинного мозга в нем возникает склероз кровеносных сосудов, что ведет к некрозу клеток, демиелинизации волокон и, как следствие, параплегии. Этот процесс назван поперечным миелитом.

Ультрафиолетовое излучение

Солнечный свет содержит излучения с длиной волны от 200 до 4000 нм, включая ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное. Ультрафиолетовое излучение в зависимости от длины волны делится на три типа - УФ-А, УФ-В и УФ-С (см. табл.4).

Ультрафиолетовое излучение составляет от 3 до 5% от всего потока солнечного света, проникающего к поверхности земли. Озоновый слой Земли играет очень важную роль, т.к. он полностью поглощает УФ-С и частично - УФ-В. Также защитную роль от ультрафиолетового излучения играют обычные стекла, которые полностью поглощают УФ-В, но пропускают УФ-А. Ультрафиолетовое излучение оказывает два основных типа воздействия: ускоряет старение кожи и увеличивает риск заболевания раком кожи.

Острые изменения при воздействии УФ-А и УФ-В реверсивные (обратимые) и быстро исчезают. К ним относятся эритема, пигментация и повреждение клеток Лангерганса и кератиноцитов в коже. При этом механизмы и медиаторы, вовлеченные в процесс, различаются в зависимости от типа излучения. В зависимости от продолжительности воздействия, эритема, отек и острое воспаление возникают в результате выделения гистамина из тучных клеток в дерме и синтеза метаболитов арахидоновой кислоты. При воздействии УФ-В выделяется также интерлейкин-1. При воздействии УФ-А происходит быстрое временное потемнение меланина в результате его окисления, что наиболее выражено у людей с темной кожей. Загар под воздействием УФ-А и УФ-В возникает в результате увеличения количества меланоцитов, удлинением и распространением их отростков и передачи меланина кератиноцитам. Загар определяет устойчивость кожи к УФ-В и частично к УФ-А. И УФ-А, и УФ-В приводит к разрушению клеток Лангерганса, и, как следствие, нарушению иммунных процессов в коже. УФ-В вызывает апоптоз кератиноцитов, при этом в эпидермисе возникают не содержащие кератина "клетки солнечных ожогов".

Повторное воздействие ультрафиолетового излучения приводит к появлению в коже признаков старения (сморщивание, солнечный эластоз, неравномерная пигментация). В отличие от ионизирующего излучения, активирующего коллагенизацию ткани, ультрафиолетовое излучение приводит к разрушению эластина и коллагена, результатом чего является образование морщин и снижению упругости кожи. Эти изменения являются необратимыми. Причиной этого процесса является повышение активности гена эластина и синтеза металлопротеаз, разрушающих коллаген. В результате происходит ферментное разрушение коллагена I типа.

Повреждение кожи при воздействии УФ-В происходит в результате образования активных кислородсодержащих веществ и повреждения природных пигментов, например, меланина. Также ультрафиолетовое излучение приводит к повреждению ДНК, которое проявляется виде образования пиримидиновых димеров между соседними пиримидиновыми основаниями в одной и той же нити ДНК. Также могут образовываться пиримидин-пиримидон-(6-4)-фосфопродукты, разрывы одной из нитей ДНК, перекрестные связи в белках ДНК. При изучении генетического аппарата клеток рака кожи часто находят одни и те же изменения в гене р53: замену Ц на Т или ЦЦ на ТТ. Эти наблюдения подтверждают роль ультрафиолетового излучения в развитии рака кожи.

Электромагнитные поля

Неионизирующие электромагнитные поля могут иметь частоты от 1 Гц до 100 Гц (микроволновое излучение радаров). Имеются доказательства того, что воздействие сильного поля частотой всего 50-60 Гц повышает риск возникновения лейкемий у детей.

Имеются сообщения о повышенной частоте возникновения лейкемий и опухолей головного мозга у электриков, обслуживающих высоковольтные линии электропередачи. Однако, при различных экспериментах на животных данные факты доказаны не были.