К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

Парниковый эффект

В настоящее время, наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» — диоксида углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др. (см. таблицу 9).

Таблица 9

Антропогенные загрязнители атмосферы и связанные с ними изменения (В.А. Вронский, 1996)

Примечание. (+) - усиление эффекта; (-) - снижение эффекта

Парниковые газы, и в первую очередь СО2, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

Кислотные дожди

Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН=2,3. Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загрязнителей воздуха — виновников подкисления атмосферной влаги — SO2 и NO составляют ежегодно — более 255 млн. т. По данным Росгидромета, ежегодно на территории России выпадает не менее 4.22 млн.т серы, 4.0 млн.т. азота (нитратного и аммонийного) в виде кислотных соединений, содержащихся в атмосферных осадках. Как видно из рисунка 10, наибольшие нагрузки серы наблюдаются в густонаселенных и индустриальных регионах страны.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.

93. Биологические ритмы в природе, их характеристика и роль в формировании адаптационных реакций человека. Биологические ритмы

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ. Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. Примеры быстрых ритмов – сокращения сердца или дыхательные движения с периодом всего в несколько секунд. У других жизненно важных ритмов, например чередования бодрствования и сна, период составляет около суток. Если биологические ритмы синхронизированы с наступлением приливов и отливов (каждые 12,4 часа) или только одной из этих фаз (каждые 24,8 часа), их называют приливными. У лунных биологических ритмов период соответствует продолжительности лунного месяца, а у годичных – года. Сердечные сокращения и другие формы быстрой ритмичной активности, не коррелирующей с естественными изменениями в окружающей среде, обычно изучаются физиологией и в этой статье рассмотрены не будут.

Биологические ритмы интересны тем, что во многих случаях сохраняются даже при постоянстве условий среды. Такие ритмы называют эндогенными, т.е. «идущими изнутри»: хотя обычно они и коррелируют с ритмичными изменениями внешних условий, например чередованием дня и ночи, их нельзя считать прямой реакцией на эти изменения. Эндогенные биологические ритмы обнаружены у всех организмов, кроме бактерий. Внутренний механизм, поддерживающий эндогенный ритм, т.е. позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами.

Работа биологических часов сейчас хорошо изучена, однако внутренние процессы, лежащие в ее основе, остаются загадкой. В 1950-х годах советский химик Б.Белоусов доказал, что даже в однородной смеси некоторые химические реакции могут периодически ускоряться и замедляться. Аналогичным образом, спиртовое брожение в дрожжевых клетках то активируется, то подавляется с периодичностью ок. 30 секунд. Каким-то образом эти клетки взаимодействуют друг с другом, так что их ритмы синхронизируются и вся дрожжевая суспензия дважды в минуту «пульсирует».

Считается, что такова природа всех биологических часов: химические реакции в каждой клетке организма протекают ритмично, клетки «подстраиваются» друг под друга, т.е. синхронизируют свою работу, и в результате пульсируют одновременно. Эти синхронизированные действия можно сравнить с периодическими колебаниями часового маятника.

Классификация ритмов базируется на строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев. Ю. Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы: 1. по их собственным характеристикам, таким как период; 2. по их биологической системе, например популяция; 3. по роду процесса, порождающего ритм; 4. по функции, которую выполняет ритм.

Биологические ритмы, совпадающие по кратности с геофизические ритмами, называются адаптивными (экологическими). К ним относят суточные, приливные, лунные и сезонные ритмы. В биологии адаптивные ритмы рассматриваются с позиций общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии — с точки зрения выявления внутренних механизмов такой адаптации и изучения динамики функционального состояния организмов на протяжении длительного периода времени.

94.Биологические ритмы человека. Хронобиологические основы здоровья человека. Биологические ритмы человека

Биологические ритмы, циклические колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций, в основе которых лежат изменения обмена веществ биологических систем человека, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов.

К внешним факторам влияющим на биологические ритмы человека относятся:изменения освещенности (фото­периодизм), температуры (термопериодизм), возможно, магнитного поля, интенсивности космических излучений; приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния.  Внутренние факторы - это нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме. Как в организме человека, так и во всем живом мире, повторяются определенные явления, знаменуя собой наступление следующего отрезка времени. Цветение растений, се­зонные миграции животных и птиц, чередование сна и бодрствования и многие др. циклические процессы в природе - все это проявление биологических ритмов  или ход так называемых биологических часов. Под биологическими часами понимают еще и способность организма чувствовать и измерять время. Этой способностью обладают практически все живые существа от растения до человека. Именно это свойство помогало многим организмам выжить в борьбе за существование. Выживали те, у кого определенное состояние функций совпадало во времени с конкретными ситуациями внешней среды. Полагают, что существует полуторачасовой, суточный, недельный, месячный, годовой ритмы.

Изучение хронофизиологических аспектов адаптации является актуальным и позволяет по-новому подойти к решению ряда теоретических и практических вопросов медицины, связанных с действием стрессогенных факторов, диагностикой функционального состояния организма и прогноза адаптации к экстремальным условиям. Как известно, многие патологические процессы сопровождаются изменениями временной организации физиологических функций, а нарушение координации эндогенных ритмов физиологических функций является одной из причин развития патологий

функциональная Хронодиагностика" (С.И. Степанова). При этом учитывается изменение в суточном ритме резистентности организма как человека, так и животных к возмущающим воздействиям (сила тяжести, физические, химические и другие агенты).

Широко обсуждается диагностическое значение информации об изменениях амплитудно-фазовых характеристик и их взаимной координации. Оказалось, что в большинстве случаев биоритмологические изменения носят неспецифический характер и отражают лишь состояние десинхронизации ритмов при

стрессе. Подобно стрессу, вызванному экстремальными воздействиями внешней среды, в изменениях биологических ритмов при патологии важное значение имеет нарушение ритмов показателей гипоталамо-гипофизо-над-почечной системы. Вероятно, поэтому как метод дифференциальной диагностики анализ суточных и сезонных ритмов человека не нашел широкого применения. По мнению академика В.В.Парина, нарушение временной координации функций организма является одним из первых изменений в цепи событий, приводящих к развитию патологии. В рамках этой концепции было показано, что учет изменения биоритмов имеет большое значение при оценке предпатологи-ческих состояний и в прогнозе развития заболевания (В.П. Казначеев и др., 1988).

Хрономедицина ставит целью использовать закономерности биоритмов для улучшения профилактики, диагностики и лечения болезней человека. Исключительно важная роль принадлежит методологии и методическим подходам, основывающимся на представлении о живом организме и текущих в нем процессах (как в норме, так и при патологии) в плане изменений всех функций во времени. К главным разделам хрономедицины относятся хронопатология, хронофармакология, хронодиагностика и хронотерапия. В последние годы в хронобиологии и хрономедицине большое значение приобрело понятие хронобиологической нормы. 

95.Околосуточные (циркадианные) ритмы человека, их медицинское значение. Десинхронозы, причины и механизмы возникновения, основные меры профилактики.

Циркадные (циркадианные) ритмы (от лат. circa — около, кругом и лат. dies — день) — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Несмотря на связь с внешними стимулами, циркадные ритмы имеют эндогенное происхождение, представляя, таким образом, «внутренние часы» организма. Циркадные ритмы присутствуют у таких организмов как цианобактерии^[1], водоросли, грибы, растения, животные. Период циркадных ритмов обычно близок к 24 часам.

Циркадные ритмы и цикл сон — бодрствование у человека

Периоды сна и бодрствования у человека сменяются с циркадной периодичностью. При исследовании связи периодичности сна и бодрствования с внешними стимулами изучалось изменение продолжительности периода данных колебаний у человека. В отсутствие таких стимулов как свет, который позволяет человеку судить о времени суток, подопытные всё равно ложились спать и пробуждались в обычное время; таким образом, период ритма сон — бодрствование не изменялся и в течение некоторого времени оставался равным 24 часам, правда через некоторое время он увеличился до 36 часов. Когда подопытные возвратились в нормальные условия, то 24 часовой цикл был восстановлен. Таким образом, у человека и у многих других животных есть внутренние часы, которые идут даже в отсутствии внешних сигналов. Одним из наиболее распространенных внешних сигналов является свет. У человека рецепторы, находящиеся в сетчатке, реагируют на свет и посылают сигнал в супрахиазмальное ядро. Дальнейшее распространение сигнала приводит к выработкегормонов регулирующих циркадную активность организма. Однако при этом такие органы как сердце, печень, почки имеют свои «внутренние часы» и могут выбиваться из ритма, устанавливаемого супрахиазматическим ядром. Сигнал, поступающий в шишковидную железу, вызывает синтез и выделение в кровоток вызывающего сон нейрогормона мелатонина(N-ацетил-5-метокситриптамин). У пожилых людей выделяется меньше мелатонина что, вероятно, объясняет, почему старые люди чаще страдают бессонницей. Большая часть исследователей полагает, что супрахиазматическое ядро отвечает за циркадные ритмы и за колебания параметров, связанных с циклом сон — бодрствование, таких как температура тела, давление и продукция мочи.

Циркадианные ритмы: медицинское значение ритмов

Диагностика и лечение часто бывают более успешными, если врач понимает и учитывает роль циркадианных ритмов в патогенезе заболеваний.

Так, в ранние утренние часы ускорена агрегация тромбоцитов - в это же время наиболее высока вероятность инфаркта миокарда ,внезапной сердечной смерти , инсульта - ведущих причин смертности в США.

Учет циркадианных ритмов помогает понять механизмы обострений хронических заболеваний , таких, как ИБС .

От времени суток зависят результаты диагностических исследований - например, показатели АД , температуры , пробы с дексаметазоном , уровень кортизола в плазме. Немногие врачи представляют себе, насколько даже самые простые измерения зависят от того, в какое время они сделаны и в каком состоянии находился больной - спал или бодрствовал.

В течение суток меняется эффективность и токсичность лекарственных средств . Например, смертность крыс, которым в разное время суток вводили одно и то же токсическое вещество, различалась более чем в пять раз. От времени введения препаратов зависитэффективность химиотерапии и особенно эффективность действия анестетиков .

И наконец, время суток определяет риск несчастных случаев , причина которых - в непреодолимой сонливости. Дорожно-транспортные происшествия, ошибки и аварии на производстве чаще всего происходят во второй половине ночи, когда потребность во сне максимальна. Врач должен помнить, какую опасность для здоровья и жизни человека несут в себе требования живущего по часам общества.

Десинхронозы — различные расстройства биоритмов организма, заключающиеся в нарушении направленности и степени сдвига того или иного основного показателя колебательного процесса.  - Как правило, десинхронозы проявляются изменением (увеличением или уменьшением) длительности периода, частоты, амплитуды, акрофазы, батифазы того или иного биоритма.  - Десинхронозы характеризуются рассогласованием ранее синхронизированных внутри- или межсистемных ритмов.

- При рассогласовании ритмов организма с ритмами внешней среды формируется внешняя десинхронизация.  - При рассогласовании ритмических процессов внутри организма (на уровне органов, формирующих ту или иную функциональную систему) развивается внутренняя десинхронизация.

Механизмы возникновения десинхронозов  - Рассогласование между жизненными (поведенческими) и временными стереотипами организма и существенно изменёнными условиями жизни, работы и отдыха.  - Неспособность организма адаптироваться к существенным изменениям электромагнитных влияний Земли и Космоса, другим стрессовым факторам.

Профилактика десинхронозов

• Соблюдение режимов сна-бодрствования, активности-отдыха, питания. Рациональная организация режима работы. Поддержание пси хоэмоционального состояния на оптимальном уровне. И в выходные, и в рабочие дни необходимо поддерживать постоянное время засыпания и пробуждения.

• Физическая активность, закаливание, пребывание на свежем воз духе, рациональное и полноценное питание, т. е. профилактика забо­ леваний, так как любое заболевание обязательно сопровождается де-синхронозом.

• При необходимости перемещений через несколько часовых по ясов - принятие заблаговременных мер, облегчающих адаптацию к новому суточному режиму. После прибытия в место назначения следу ет соответствующим образом организовать свой режим дня, чтобы ус­корить восстановление «внутренней временной организации». При коротких поездках - 1-2 дня - целесообразно принять меры, предотв­ ращающие перестройку биоритмов, так как времени для полной адап­ тации все равно не хватит, а возвращение в свой часовой пояс только усилит десинхроноз.

• При сменной работе рекомендуется применять соответствующие меры для облегчения адаптации.