Влияние климата и погоды на механизмы формирования повышенной метеочувствительности (обзор)

В течение последних десятилетий сложилась устойчивая тенденция к повышению частоты и экстремальности негативно влияющих на человека погодно-климатических факторов, что приводит к росту заболеваемости, погодообусловленных обострений и дополнительной смертности населения.

В IV оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата [1], совместном руководстве Всемирной метеорологической организации и Всемирной организации здравоохранения «Heat Waves and Health: Guidance on Warning System Development» (2010) отмечается, что изучение изменения климата и погоды, влияния их на организм человека является одним из важнейших международных вопросов и представляет собой комплексную междисциплинарную проблему, охватывающую медицинские, экологические и социальные аспекты.

Цель исследования - систематизировать данные литературы о механизмах влияния погодно-климатических факторов на организм человека, сформировать представление о метеопатологии, течении и исходе различных заболеваний у лиц с повышенной метеочувствительностью.

Для организма, особенно больного человека, любая перестройка, связанная с приспособлением к резко меняющимся погодным условиям, является дополнительной нагрузкой, которая при суммировании с другими неблагоприятными факторами может не только негативно влиять на самочувствие, физическую и умственную активность, но отрицательно отражаться на клиническом течении ряда психосоматических заболеваний, вплоть до развития тяжелых осложнений, снижать эффективность лечебных мероприятий и ухудшать качество жизни. Изучение механизмов влияния погодно-климатических факторов на организм больных и здоровых людей диктуется необходимостью определения основных клинических форм метеопатических (патологических) реакций, возникающих при резких изменениях погодных условий, прогнозирования их развития, разработки научно обоснованных профилактики и лечения с использованием немедикаментозных методов. В настоящее время медицинской климатологией накоплено определенное количество знаний, позволяющее сформулировать основные звенья патогенеза метеопатических реакций.

Осложнения, связанные с влиянием неблагоприятных погодно-климатических условий, по данным разных авторов, у лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы констатируются в 70-72% случаев, при нарушениях опорно-двигательного аппарата - у 72-74% пациентов, при бронхолегочной патологии - у 65-70% больных; у 82% лиц с психоэмоциональными расстройствами неблагоприятные погодные условия провоцируют ухудшение самочувствия, снижение умственной и физической активности [2-5].

Почти во всех исследованиях, посвященных влиянию погоды на организм человека, выделяют два основных механизма формирования метеопатологии.

Во-первых, это рефлекторные механизмы действия в связи с ведущей ролью центральной нервной системы (ЦНС) в жизнедеятельности организма и его взаимосвязи с окружающей средой. При этом для человека важна роль обеих сигнальных систем. Степень реагирования зависит не только от характера и силы раздражителя, но и от исходного состояния организма, в частности ЦНС, при этом важное значение имеет формирование в процессе жизнедеятельности человека сигнальных условно-рефлекторных реакций как на отдельные элементы, так и на метеорологический комплекс в целом, что обеспечивает быструю перестройку функций организма при резких изменениях погоды, смене климатических регионов или сезонов года. Одновременно следует подчеркнуть роль вегетативной нервной системы в изменении тонуса симпатического и парасимпатического отделов, образовании медиаторов адренергического и холинергического действий, влияющих на развитие повышенной метеочувствительности.

Во-вторых, это гуморальные механизмы формирования метеопатологии. Влияние погодно-климатических факторов на эндокринную систему может привести к изменению секреции гормонов и деятельности других физиологических систем организма.

При формировании контрастных аномальных погодных условий у лиц с ослабленными компенсаторными механизмами отмечаются повышение уровня катехоламинов и концентрации ацетилхолина в крови, изменение ферментативных процессов, колебания глюкозы в крови и уровня основного обмена [6-11]. Влияние погоды на организм человека до конца не выяснено, большинство исследователей согласны с предположением Г.М. Данишевского [12], что в основе развития повышенной метеочувствительности лежат реакции дезадаптации, возникающие при воздействии на организм факторов погоды надпорогового значения.

В России и за рубежом вопросами влияния климата и погоды на здоровье населения занимаются очень активно, особенно в последние два десятилетия. Многочисленные работы посвящены клиническим и эпидемиологическим исследованиям по воздействию неблагоприятных погодно-климатических факторов на организм человека, вопросам возникновения климато- и метеопатологии при различных заболеваниях.

Особенно детально изучены механизмы формирования повышенной метеочувствительности у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, при этом ученые исследовали как влияние отдельных погодных факторов, так и комплексное их воздействие на организм человека.

Многие авторы из комплекса метеорологических факторов выделяют отдельные, наиболее значимые элементы, например атмосферное давление, температуру воздуха, скорость ветра и т. д. Так, доказано, что при резких колебаниях атмосферного давления, особенно при его понижении, учащаются случаи инфаркта миокарда, а при его аномальном росте - нарушения мозгового кровообращения. В ряде исследований приводятся данные о том, что в числе факторов внешней среды, обеспечивающих оптимальную физиологическую деятельность организма, важную роль играет кислород приземного слоя атмосферы. От его количественных (объем, давление) и качественных (ионизация, диссоциация) характеристик находятся в прямой зависимости процессы дыхания человека, включая поглощение кислорода на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях. В медицинской оценке погод плотность кислорода имеет существенное значение, так как при формировании внешней гипоксии (снижение его содержания в приземном слое) могут наблюдаться патологические реакции у лиц с хронической кислородной недостаточностью. В ряде работ при изучении повышенной метеочувствительности в условиях климата средней полосы было выявлено, что в периоды формирования погод с термическим дискомфортом (духота) и при снижении содержания кислорода в воздухе (с 272,2 до 261,2 г/м³) отмечалось учащение на 15,1% метеопатических реакций у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), отягощающих ее течение [13-17].

Количество вызовов скорой медицинской помощи в Киеве по поводу ИБС возрастало на 60,5% при повторяемости биотропных погодных условий, наблюдаемых в зимне-весенний период года с максимумом в январе-марте [18].

Медико-статистические исследования обращаемости населения за скорой медицинской помощью в условиях жаркого климата показали, что наибольшее количество вызовов по поводу ИБС и гипертонической болезни приходится на зимне-весенний период года, когда формируются неблагоприятные погодные условия с гипоксическим эффектом атмосферы. Метеообусловленные обострения возникали за 1-2 дня до формирования погодной гипоксии (т.е. в фазу угрозы) и сохранялись в фазу установления неблагоприятной погоды. В такие дни вызовы скорой медицинской помощи по поводу ИБС и гипертонической болезни увеличивались в 3 раза [19].

Исследования влияния волн жары, когда на территории Европейской части России в 2010 г. в результате блокирующего антициклона в течение 58 дней установилась аномальная температура, превышающая порог комфортности (выше 25 °С), показали, что в этот период в 2,5 раза увеличилась обращаемость за медицинской помощью, из них 50,1% по поводу заболеваний сердечно-сосудистой системы и 55,6% в связи с обострениями бронхолегочной патологии. Эффект «холодной волны», наблюдаемой в 2006 г., когда аномально низкие температуры воздуха держались в течение 26 дней, оказал влияние на уровень смертности населения, особенно в старшей возрастной группе [20, 21].

Изучение влияния гелио- и метеоусловий на состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у пациентов с ИБС, осложненной развитием пароксизмальной мерцательной аритмии (ПМА), выявило сдвиги в соотношении симпатической и парасимпатической активности, которые имеют разнонаправленные изменения и могут характеризоваться как относительной симпатикотонией, так и относительной парасимпатикотонией. Разнонаправленные изменения в состоянии вегетативной нервной системы в условиях нестабильной погоды могут провоцировать обострения ИБС с ПМА [8].

В последнее время большое значение наряду с погодными факторами придается вопросу изучения солнечно-земных связей, в частности влиянию солнечной активности на частоту сердечно-сосудистых катастроф. Достоверные и клинически подтвержденные исследования, проводимые в течение 8 лет, по данным экстренной госпитализации пациентов с острым инфарктом миокарда и инсультом, выявили, что при резких суточных перепадах температур более чем на 1 °C число заболеваний возрастало на 1,9%, а при магнитных бурях - на 31% [22, 23].

Из заболеваний, на течение которых влияют погодные условия, большой интерес представляет хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). В целом ряде исследований имеются сведения о повышенной метеочувствительности пациентов с ХОБЛ и бронхиальной астмой (БА) с присущими для разных климатических регионов особенностями. Повышенная метеочувствительность у этой категории пациентов в значительной мере может быть связана как с длительностью и характером заболевания, приводящими к снижению механизмов адаптации, так и с резкими непериодическими колебаниями метеопараметров и формированием неблагоприятных погодных условий. В ряде работ указывается на развитие осложнений и рост метеопатических реакций при фронтальных изменениях, сопровождающихся падением атмосферного давления, высокой влажностью воздуха и сильным ветром. Так, например, при БА в такие дни усиление метеопатических реакций наблюдалось у 48% больных [24].

Рассматривая связь формирования повышенной метеочувствительности у пациентов с ХОБЛ с погодными условиями, было отмечено, что в теплый период года метеопатические реакции развиваются в среднем в 20% случаев, в холодный период - в 48%, а наиболее неблагоприятными становятся переходные сезоны года, когда погодообусловленные ухудшения состояния наблюдаются у 78% больных [25-27]. В литературе довольно детально и убедительно освещаются механизмы влияния погоды и климата на возникновение и течение БА в разных климатических регионах. Особенно подвержены влиянию погодно-климатических факторов люди, проживающие в регионах, где климат характеризуется сочетанием высокой влажности, высокой или низкой температуры и увеличением случаев контрастной смены погоды. При этом определенное и значимое влияние имеет снижение содержания кислорода в приземном слое воздуха. При формировании погоды гипоксического типа зимой отмечается достоверный рост погодообусловленных обострений у 40,3%, а летом - у 77,8% пациентов с ХОБЛ [28-30].

В ряде исследований, проведенных в условиях климата средней полосы, приводятся научные данные о негативном влиянии погодных условий гипоксического типа на пациентов с ХОБЛ. Погодные условия гипоксического типа у пациентов с ХОБЛ и БА вызывали развитие метеопатических реакций, которые сопровождались усилением симптомов заболевания и вентиляционными нарушениями. Статистические исследования показали, что во все сезоны года при погодах гипоксического типа возрастала частота вызова скорой медицинской помощи почти в 2 раза.

Исследования последних лет выявили значительный рост метеозависимых обострений хронических неинфекционных заболеваний у детей и подростков. Клинические проявления метеопатологии у них возрастают в период резких межсуточных изменений погоды в привычном климате и сопровождаются функциональными сдвигами. При резких колебаниях погодных факторов у детей с погодообусловленными обострениями ХОБЛ отмечались изменения в динамике вегетативной регуляции, функции кардиореспираторной системы, иммунологических и биохимических показателей [31, 32].

Вероятно, что в этих случаях неблагоприятные метеорологические факторы (сочетание высокой влажности с колебаниями температурного режима, резкая смена погодных условий, фронтальные и циркуляционные изменения атмосферы, снижение содержания кислорода в воздухе) можно рассматривать как разновидность неспецифического раздражителя, к воздействию которого организм пациентов с ХОБЛ и БА особенно чувствителен.

Хорошо известна повышенная чувствительность к неблагоприятным погодным условиям пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. На основе многолетних данных, метеоанамнеза, оценки пациентами зависимости ухудшения самочувствия от изменения погодных условий, дневников самонаблюдений было констатировано, что в период влажно-прохладных дискомфортных погодных условий обострения наступали у 90% больных [33]. Авторы воздерживаются от объяснения механизма отмеченной связи, однако указывают, что экстремальные погодные условия могут способствовать усилению симптомов полиартрита, остеоартроза и других заболеваний суставов.

Высока чувствительность к погодным условиям и у детей с ревматизмом. При анализе характера и причин обострения данной патологии выявлено, что 64,1% детей страдают повышенной метеочувствительностью. С увеличением длительности заболевания, активности ревматического процесса и при наличии сопутствующих патологий сердечно-сосудистой системы метеочувствительность достигала 80% [34].

На основании приведенных данных можно сделать вывод, что причины, способствующие развитию повышенной метеочувствительности и погодообусловленных обострений, весьма разнообразны. Во-первых, это быстрая и контрастная смена погодных условий и всех метеорологических параметров (атмосферное давление, влажность и температура воздуха, осадки и ветер, содержание кислорода в воздухе), во-вторых, прохождение атмосферных фронтов, циклональная и антициклональная активность (области пониженного или повышенного атмосферного давления), в-третьих, изменение солнечной активности и атмосферного электричества.

Метеопатические реакции, как правило, возникают у больных со сниженными приспособительными возможностями организма к внешним меняющимся условиям. Предложенный рядом авторов термин «метеорологическая толерантность» подразумевает индивидуальный предел неблагоприятных погодно-метеорологических влияний, которые могут переноситься организмом без развития патологических реакций в результате выработанной в процессе эволюции способности противостоять этим явлениям. Снижение метеорологической толерантности является причиной развития повышенной метеочувствительности и обострения имеющегося заболевания.

На основании имеющихся данных литературы о влиянии погодно-климатических факторов на формирование повышенной метеочувствительности и развитие погодообусловленных обострений хронических неинфекционных заболеваний, можно сделать ряд выводов.

1. Биотропный максимум, наблюдающийся в регионах со значительными погодными изменениями, может приводить к росту погодообусловленных обострений наиболее распространенных хронических неинфекционных заболеваний.

2. Проблема влияния климата и погоды на здоровье человека приобретает новое содержание и становится все более актуальной в современных условиях в связи с наблюдаемым изменением глобального климата и его региональных проявлений.

3. Необходимы оценка предикторов развития повышенной метеочувствительности для определения риска возникновения метеопатических реакций и погодообусловленных обострений, совершенствование имеющихся и разработка новых методов нелекарственной профилактики и коррекции повышенной метеочувствительности с использованием природных и преформированных физических факторов.

4. Учитывая риски, связанные с влиянием погодно-климатических изменений на рост заболеваемости, необходимы разработка современных информационных систем медико-метеорологического мониторинга и научное обоснование прогнозирования погоды для медицинских целей.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования, написание текста: Н.А., А.У., Е.Т., Ю. Т, М.Р.

Редактирование: Н.Л.