АД — артериальное давление

АЭ — атмосферное электричество

ГБ — гипертоническая болезнь

ГК — гипертонический криз

ЗСК — заболевания системы кровообращения

ИБС — ишемическая болезнь сердца

ИМ — инфаркт миокарда

ОНМК — острое нарушение мозгового кровообращения

ППК — парциальная плотность кислорода

СМП — скорая медицинская помощь

ЦНС — центральная нервная система

ЭЭТ — эквивалентно-эффективная температура

Истоки понимания неразрывной связи здоровья человека с природной средой и ее погодно-климатическими особенностями уходят в давние времена. Упоминания о такой связи содержатся в трудах Гиппократа, Авиценны и других древних медицинских трактатах. Так, Абу ибн Сина (Авиценна) в «Каноне врачебной науки» в 1020 г. писал: «...знай, что смена времени года производит во всяком климате какой-нибудь вид заболеваний. Врачу хорошо это знать в отношении каждого климата, чтобы меры предосторожности и назначения режима были основаны на подлинном знании» (цит. по З.И. Умидовой, 1975). Как по древнему мудро, так и по современному актуально гласит это изречение.

Одной из актуальных задач современной медицинской науки является изучение и знание особенностей климатических условий для правильного и полного понимания развития и течения многих заболеваний и смертности населения в глобальном или региональном аспектах [1, 2].

Одним из крупнейших исследований, в котором проведен анализ влияния погодных факторов, в том числе аномально высокой температуры на здоровье и смертность населения за десятилетний период, был EuroHEAT project (Improving Public Helth Responses to extreme weatxer/heat-waves). Он реализован в 9 крупных европейских городах (Афинах, Барселоне, Будапеште, Лондоне, Милане, Мюнхене, Париже, Риме, Валенсии) с общей численностью населения 25 млн человек [3].

В Нью-Йорке показано, что достоверное повышение смертности населения города происходит в случае, если эффективная температура воздуха не только превышает 30 °С, но и удерживается на этом уровне более 2 сут [4].

В этом аспекте представляют особый интерес климатические условия аридной зоны, характеризующейся такими специфическими особенностями, как изнуряюще жаркое, длительное лето с выраженным тепловым дискомфортом [5, 6]. Другой климатопогодной особенностью аридной зоны Узбекистана — региона Термеза являются частые вторжения холодных воздушных масс, сопровождающиеся сильными (пыльными) ветрами («афганцами») [7]. Эти климатопогодные факторы предъявляют значительные требования к приспособленным механизмам организма и прежде всего к сердечно-сосудистой системе.

Выявление механизмов влияния экстремальных климатопогодных факторов на организм больных и здоровых людей необходимо для научно обоснованной профилактики их неблагоприятных воздействий.

Следовательно, требуется развитие фундаментальных исследований по изучению механизмов влияния экстремальных климатопогодных факторов аридной зоны на особенности течения многих заболеваний, в том числе заболеваний системы кровообращения (ЗСК), развития метеопатических реакций, осложнений и смертности от них, а также на разработку вопросов их профилактики и лечения. Все это определяет актуальность разрабатываемой проблемы, для решения которой нами проведены комплексные исследования.

Для изучения влияния погоды на течение и обострение ЗСК (ишемическая болезнь сердца — ИБС, инфаркт миокарда — ИМ, гипертоническая болезнь — ГБ, острое нарушение мозгового кровообращения — ОНМК) использован комплексный метод клинико-метеорологических наблюдений.

Изучены динамика обращаемости населения за скорой медицинской помощью (СМП) по поводу обострений этих заболеваний и их связь с вторжением «афганца» и выраженным тепловым дискомфортом (2006—2008 гг.). Проанализированы 32 339 обращений за СМП по поводу обострений ЗСК, из них по поводу стенокардии 29 932, ИМ 306 и гипертонических кризов (ГК) 2101. Среди 29 932 больных стенокардией было 15 546 (51,91%) мужчин и 14 380 (48,1%) женщин, из 306 больных ИМ —180 (58,8%) мужчин 126 (41,2%) женщин, среди больных ГБ (n=2101) — 1143 (54,4%) мужчин, 958 (45,6%) женщин. Из 32 339 обратившихся за медицинской помощью больных в возрасте 50—59 было 13 258 (41%), старше 70 лет — 7599 (23,5%).

При биоклиматической оценке аридной зоны (региона Термеза) использован системный подход. Накоплен банк данных за 11 лет (1998—2008 гг.) по следующим параметрам: атмосферное давление (мбар); температура воздуха (°С); абсолютная влажность (мбар); относительная влажность (%); скорость ветра (м/с); градиент потенциала атмосферного электричества — АЭ (даВ/м), парциальная плотность кислорода (ППК) в атмосферном воздухе (г/м³). По каждому из этих параметров сведения учитывали ежесуточно по состоянию на 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч декретного времени за каждый год. В этих же интервалах для определения дискомфортных по теплоощущению метеоусловий проведены расчеты эквивалентно-эффективных температур (ЭЭТ) воздуха.

По таким же срокам учитывали влияния синоптической ситуации (барическое образование, барическая тенденция, характер воздушных масс, атмосферные фронты и т.д.) и ее изменения. Все данные кодировали для компьютерной обработки.

Рассчитаны среднесрочные, среднесуточные, среднемесячные и среднесезонные уровни анализируемых показателей и их типичные колебания для данной местности в данное время по величине ±δ. Отклонения от типичных уровней на 0,5 δ оценивали как индифферентные (спокойные), в интервале более 0,5 до 1,0 — умеренные, до 1,5 — выраженные и выше 1,5 —резкие.

Изучение своеобразного в биоклиматическом аспекте метеорологического явления региона — «афганца» проведено в зависимости от выделенных нами его фаз: продромы и вторжения. При этом исследовали весь комплекс медико-метеорологических элементов по 3-часовым периодам в день «афганца», за 3 дня до и за 3 дня после «афганца» с помощью метода наложения эпох. Сущность метода: день (или срок) вторжения «афганца» принимается за «реперный» день (нулевой) и подсчитываются параметры метеоэлементов за 3 дня до и 3 дня после него по каждому дню, по срокам.

Результаты исследований подвергнуты статистическому анализу с помощью пакета статистической обработки SAS.

Исследования, проведенные в период формирования пыльной бури «афганца», показали, что за 24—48 ч до его вторжения (в фазе продромы) регистрировались своеобразные «электрические бури» — плавный ход АЭ, градиент потенциала и суммарной проводимости сменялись их резкими колебаниями. Градиент потенциала АЭ повышался в 4—10 раз.

Анализ межсуточной изменчивости метеоэлементов показал, что на протяжении всей фазы продромы в сумме атмосферное давление падало на 15—20 мбар, температура воздуха повышалась на 10—15 °С, а ППК в воздухе уменьшалось на 15—25 г/м³, т.е. формировался гипоксический тип погоды.

В фазе вторжения пыльной бури (со скоростью от 15 до 30—32 м/с) «афганца» в течение считанных часов гипоксический тип погоды резко менялся на спастический, сопровождающийся значительными изменениями метеорологических параметров. Наблюдались рост атмосферного давления (до 16—24 мбар за 24 ч), понижение температуры воздуха на 12—19 °С, увеличение ППК на 10—24 г/м³.

Градиент атмосферного давления между фазами продромы и вторжения «афганца» составлял 20—30 мбар, температуры воздуха — 16—25 °С, ППК — 20—35 г/м³.

Таким образом, значительные перепады метеорологических элементов и АЭ в сочетании с сильным ветром являются основными этиологическими факторами, характеризующими метеопатогенности «афганца».

В целом биоклиматическая оценка региона показала, что в регионе Термеза среднегодовая сумма солнечного сияния составляет 3041,4 ч, величина радиационного баланса — в среднем 5,6 кДж/см² за 1 ч, годовое количество суммарной радиации — 39,1 кДж/см², а количество осадков — лишь 135 мм в год. Среднегодовая температура воздуха в январе 2,3±0,3 °С, в июне — 36,6±1,2 °С.

Летом в среднем днем температура воздуха менялась от 31,1 до 42,2 °С, средняя дневная составила 36,6±1,2 °С, колебания ЭЭТ — от 18,9 до 27,1 °С, средняя дневная температура — 23,9±1,2 °С. Средние значения дневной ППК достигали 248,6±1,3 г/м³, атмосферного давления — 966,5±1,5 мбар, или 724,9 мм рт.ст., абсолютной влажности —12,5±1,3 мбар, относительной влажности — 20,7± 2,8%.

Примечательно, что летом ППК в атмосферном воздухе региона снижается на 30—35 г/м³ по сравнению с зимним периодом года, что обусловливает развитие гипертермически-гипоксического типа погоды. Расчеты ЭЭТ показали, что с III декады апреля по III декаду октября днем преобладают теплоощущения человека выше критериев «тепла» (ЭЭТ 23—25 °С), на градации «жарко» (ЭЭТ 27—30 °С), в летние месяцы в течение дня наблюдаются теплоощущения «очень жарко» (ЭЭТ более 32 °С).

Таким образом, для юга аридной зоны — региона Термеза, характерно длительное изнурительное лето с экстремально высокой температурой, сопровождающейся гипертермически-гипоксическим типом погоды. В переходные периоды года наблюдаются частые вторжения (от 40 до 70 раз) «афганца», сопровождающиеся резким переходом гипоксического на спастической тип погоды — резко метеопатогенное явление.

При изучении зависимости между обращаемостью населения за СМП и неотложной медицинской помощью при обострениях ЗСК и вторжениями метеопатогенного комплекса «афганца» получены следующие результаты.

Частота среднесуточной обращаемости за СМП по поводу обострений ИБС, развития ИМ, сосудистых кризов и мозговых инсультов в Термезе сильно коррелировала с частотой формирования метеопатогенного комплекса — ветра «афганца» (корреляция рангов Спирмена соответственно равна 0,82, 0,81 и 0,83).

По отношению к среднемесячным значениям за исследуемый период, взятым за 100%, частота обращений за СМП по поводу обострений ИБС уменьшалась в летние месяцы (84,5, 81,6 и 79,6%) и осенью, несколько увеличивалась к концу ноября (75,8, 85,4 и 92,2%), составила в декабре 114,6%, значительно увеличивалась в январе (124,3%) и достигала максимума в марте (143,7%) (рис. 1, а).

Помесячная динамика частоты обращений при развитии ИМ повторяла сезонность обращаемости по поводу обострений ИБС и носила более выраженный характер (рис. 1, б). Показатель сезонности в марте составил 200% и был наивысшим, в августе и сентябре — 38,1 и 39,3%, т.е. наименьшим. Такая же картина наблюдалась при анализе обращаемости по поводу сосудистых кризов и мозговых инсультов (рис. 1, в).

Корреляция рангов Спирмена отражает сильную прямую связь между частотой обращений за СМП по поводу обострений ИБС, развития ИМ и сосудистых кризов и мозговых инсультов с повторяемостью метеопатогенного комплекса «афганца» и соответственно равен +0,82, 0,81 и 0,83 (р<0,01).

Для дальнейшего подтверждения установленной нами зависимости между вторжениями «афганца» и частотой обострений ИБС, а также развитием ИМ и ГК применяли метод «наложения эпох». Достоверная связь обнаружена между увеличением числа обострений ИБС и формированием ветра «афганца», который сопровождается перепадами в метеопараметрах больше чем на 1,5 бар.

В фазах продромы и вторжения число обострений ИБС увеличивается в среднем в 2,6 и 2,2 раза, развития ИМ — в 3,1 и 2,7 раза, сосудистых кризов и мозговых инсультов — соответственно в среднем в 2,8 и 3,6 раза в фазах продромы и вторжения «афганца» по сравнению со среднегодовым уровнем обращений (рис. 2).

Анализ годового хода (динамики обращаемости больных за СМП по часам в течение суток) выявил неравномерность распределения данного показателя. С помощью непараметрического критерия итераций статистически подтверждена закономерность этой динамики. Изучение времени возникновения острых ИМ, приступов стенокардии, сосудистых кризов и мозговых инсультов позволило обнаружить особую уязвимость больных в утренние и вечерние часы. Так, первый подъем обращаемости больных наблюдается в период с 9 до 12 ч (17,5%). Более существенный подъем частоты вызовов отмечен с 18 до 21 ч (20,5%). Поток обращений снижается днем с 12 до 15 ч и с 15 до 18 ч, значительный спад отмечается ночью с 24 до 6 ч утра.

Уровни обращаемости в часы подъемов и спада в ночное время достоверно отличаются от годового среднечасового уровня. Более высокая обращаемость в вечерние часы определяется суточным ритмом функционального состояния сердечно-сосудистой системы, максимальным ослаблением приспособительных механизмов к исходу дня, прекращением в этот время работы амбулаторно-поликлинических учреждений.

Если в целом годовой ход по часам подчиняется вышеописанной закономерности, то в летный период — в сезон длительного теплового дискомфорта — эта закономерность несколько меняется. Так, из приведенного нами анализа выяснилось, что высокая обращаемость больных за СМП и неотложной помощью значительно возрастает с 15 до 21 ч местного декретного времени. В это время, по данным многолетних расчетов ЭЭТ, наблюдается теплоощущение человека по основной шкале на уровне «очень жарко», т.е. наблюдается выраженный тепловой дискомфорт.

Так, в июне наблюдается увеличение частоты обращений по сравнению со средней многолетней с 15 до 18 ч на 46,4%, с 18 до 21 ч на 49,6%. Таким образом, соотношение показателей среднемесячного обращения и показателей с 15 до 18 и с 18 до 21 ч соответственно составило в июне 1:1,46 и 1:1,49, в июле 1:1,83, в августе 1:1,70 и 1:1,76.

Эта закономерность хорошо видна на карте-графике (рис. 3),

В январе наблюдалась высокая обращаемость с 9 до 12 и с 18 до 21 ч, средняя — днем с 12 до 15 ч, повышенная — с 15 до 18 ч и с 21 до 24 ч. В феврале повышенная обращаемость наблюдалась с 9 до 18 ч и с 21 до 24 ч. В марте высокая обращаемость начиналась уже с 9 ч до 15 ч, с 15 до 18 ч отмечался средний уровень, с 18 до 21 ч — вновь высокий уровень. В апреле с 6 до 12 констатирован средний уровень обращаемости, а с 12 до 18 ч и с 21 до 24 ч — повышенный, в мае повышенная обращаемость была лишь с 9 до 12 ч.

В отличие от других месяцев в жаркое знойное лето — в июне, июле и августе — наблюдалась высокая обращаемость в разгаре дня, начиная с 15 ч до 21 ч (время наивысшей температуры в Термезе). Осенью и зимой высокая обращаемость отмечена с 18 до 21 ч, в сентябре и декабре — с 9 до 15 ч, в октябре — с 6 до 12 и с 15 до 18 ч, в ноябре — с 6 до 9 ч, с 15 до 18 и с 21 до 24 ч. В декабре с 9 до 18 ч отмечена повышенная обращаемость. Колебания частоты обращений в течение суток для каждого месяца были статистически достоверны.

Следовательно, обращаемость больных ИБС в целом в течение года невысока в ночные часы, утром возрастает, днем несколько снижается и к вечеру значительно возрастает, после чего резко снижается. Исключение составляют июнь, июль, август — наиболее жаркие месяцы года в Термезе, когда высокая обращаемость начинается с 15 ч и продолжается до 21 ч.

Таким образом, исследования показали, что обращаемость населения за СМП по поводу обострений ЗСК в аридной зоне увеличивается в период формирования ветра «афганца» (в зимне-весенний период), летом хроническая коронарная недостаточность обостряется в основном у пожилых лиц.

Известно, что основу приспособительных реакций организма составляют количественно-качественные принципы: на различную интенсивность раздражающего фактора организм отвечает различным качеством адаптивных реакций [8]. Нами установлено, что вторжению холодных воздушных масс в период формировании ветра «афганца» предшествует многократное возрастание градиента потенциала АЭ. Возрастающие резкие электромагнитные колебания атмосферного происхождения «бомбардируют» окончания нервных клеток, что служит началом афферентных нервных возбуждений. Реакция реализуется под контролем ЦНС, высшими вегетативными центрами (гипоталамусом), эфферентными нервными путями через симпатические, парасимпатические и синаптические образования, гормональные регуляторы, которые в совокупности меняют функциональное состояние органов и тканей, активизируют ферментные процессы, интенсифицируется стероидный и тканевой метаболизм. Все это приводит к новому исходному уровню физиологических систем, в том числе сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной, а также других органов и тканей [9]. У больных с нарушенным равновесием нервных процессов в высших вегетативных центрах в подкорке, прежде всего в гипоталамусе, наблюдается срыв гипофизарно-надпочечниковых отношений, уменьшаются симпатическая активность крови и выброс стероидов, формируется и развивается общеневротические, вегетососудистые симптомы метеопатических реакций. При этом происходят изменения сложных метаболических процессов в тканях, прежде всего в тех, которые вовлечены в патологический процесс («больные»). Это приводит к обострению или ухудшению течения болезни и метеопатическим реакциям.

Вот на этом фоне в дальнейшем вследствие формирования гипоксического типа погоды в фазе продромы «афганца» наступает кислородный голод органов и тканей, что ведет к обострению патологии. В фазе вторжения «афганца» в течение нескольких часов формируется спастический тип погоды, в результате которого развиваются спазмы гладкой мускулатуры и сосудов, особенно артериол, тем самым затрудняется кислородное, трофическое и энергетическое обеспечение органов и тканей.

Таким образом, в фазе продромы «афганца» вследствие наступления внешней погодной гипоксии у больных углубляется кислородная недостаточность, в фазе вторжения — из-за спазма сосудов (артериол) развивается внутренняя циркуляторная гипоксия. Следовательно, в период формирования ветра «афганца» основным механизмом обострения ЗСК становится внешняя (погодная) и внутренняя (циркуляторная) гипоксия (рис. 4).

Следует особенно обратить внимание на то, что явление «афганец» — это прохождение холодного атмосферного фронта в данном регионе, а прохождение холодных атмосферных фронтов в средних широтах наблюдается повсеместно, поэтому результаты наших исследований могут быть использованы в других регионах СНГ и сопредельных стран.

Наши исследования, проведение в дни теплового дискомфорта (летом), показали, что углубление кислородной недостаточности — обострение болезни, увеличивается с возрастом и наступает чаще у больных старше 70 лет.

Этот феномен объясняют социальными причинами (пожилые люди чаще одиноки) и физиологическими особенностями, что, как полагают, с возрастом уменьшается резистентность к тепловому стрессу [10, 11].

Согласно данным литературы, увеличение числа случаев обострений ЗСК и смертности от них на фоне аномального для данного региона повышения температуры воздуха, но не более 38—40 °С, чаще всего обусловлено типичными причинами, характерными для пожилых людей [12]. Полагают, что на фоне повышенного потоотделения при неадекватном восполнении жидкости возникает гемоконцентрация, провоцирующая тромбообразование (с развитием в первую очередь инсультов, если принимать во внимание структуру причин избыточной смертности летом) [13].

Можно также предположить, что в случае, если температура воздуха превышает температуру тела, естественный механизм охлаждения тела посредством активизации кожного кровотока и потоотделения у пожилых людей становится менее эффективным. Поэтому у пожилых с выраженной хронической сердечной недостаточностью может возрастать гемодинамическая перегрузка левого желудочка на фоне избыточной централизации кровотока, возникающей на фоне снижения кожного кровотока [14].

Известно, что при тепловом дискомфорте в связи с внешней гипертермией наступает перераспределение кровотока в органах и тканях для обеспечения выноса тепла из мест выработки — из ядра (сердцевины) в места его рассеивания [15]. При этом также создаются условия недостаточного кислородного и энергетического обеспечения внутренних органов и тканей (циркуляторная гипоксия). Кроме того, как показали наши исследования, в условиях выраженного теплового дискомфорта в летнюю жару отмечается значительное снижение ППК в атмосферном воздухе (по сравнению с зимне-весенними днями на 35—50 г/м³), формируя гипертермальную внешнюю погодную гипоксию.

Таким образом, как при условиях активной циркуляции атмосферы — в период формирования метеопатогенного комплекса — ветра «афганца», так и при тепловом дискомфорте — летом, наблюдались обострения ЗСК. Основными патогенетическими пусковыми факторами при этих ситуациях служат развитие внешней погодной (в фазе продромы «афганца») и внутренней циркуляторной (в фазе вторжения, «афганца») гипоксии, а также внешней — гипертермической погодой гипоксии (при тепловом дискомфорте летом), углубляющие кислородную недостаточность у этих больных.