ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОГО СТРЕССА

ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОГО СТРЕССА

Хаснулин Вячеслав Иванович

д.м.н., профессор

ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН

Современный мировой уровень медицины с комфортабельными высокооснащенными самой передовой диагностической и лечебной аппаратурой северными клиниками и врачами, подготовленными по ВУЗовским программам профилактической и лечебной медицины для средних широт, не обеспечивает жителям Севера ни нормальной продолжительности жизни, ни предотвращения высокого уровня заболеваемости и смертности уже в трудоспособном возрасте. Сегодня средняя продолжительность жизни северян примерно на 10 лет меньше аналогичного показателя для населения России в средних широтах.

В высоких широтах магнитное поле не может полностью сдерживать продвижение солнечной плазмы. Космические частицы вторгаются в атмосферу высоких широт, частично разрушая ее, что мы можем наблюдать как северное сияние. В электризованном воздухе на высоте 80-100 км возбуждаются быстро колеблющиеся электрические токи, интенсивность которых может достигать миллионов ампер.

Рис.2. Корреляционная зависимость психоэмоционального напряжения (ПЭН) и метеореакции у вахтовых работников п. Ямбург от метео-геофизических факторов (* - p < 0,05) ( обозначения: - t °С – суточная амплитуда температуры воздуха; амплитуда АД – внутрисуточная амплитуда изменения атмосферного давления; Ap-индекс – суточный планетарный индекс изменения геомагнитного поля; К-индекс – региональный суточный индекс изменения геомагнитного поля; радио 10,7 см – суточный показатель электромагнитного излучения Солнца в радиодиапазоне 10,7см; числа W – показатель солнечной активности за сутки).

t °С амплитуда А Д

Ар-индекс К-индекс Радио -10,7 см

числа W

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25 *0,22

-0.19

0.15

0.06

-0.16

0.18

0.110.09

-0.12

0.04

-0.07

*0,23

метеореакцияПЭН

Коэффициенты корреляции погодных и геофизических факторов с числом вызовов скорой помощи к вахтовым работникам в п. Ямбург в 2002 -2003 гг

Погодные и геофизические

факторы

Число обращений в МСЧ за сутки

Общее число

вызовов

Сердечно-сосудистые

кризы

Воспалите-льные заболевания

Травмы

Градиент суточной гравитации 0.19 0.05 -0.11 -0.36 -0.55

Среднесуточное атмосферное давление

-0.46 0.70* 0.99* -0.16 -0.39

Амплитуда изменения температуры 0.91* - 0.39 - 0.71 - 0.48 - 0.25

Ар-индекс (планетарный индекс геомагнитных возмущений)

0.27 -0.90* 0.80* 0.80* 0.92*

Солнечная активность (числа Вольфа) -0.30 -0.40 0.99* -0.34 0.55

К-индекс суммарный -0.50 -0.20 0.99* -0.12 0.36

К-индекс максимальный -0.12 - 0.60 0.97* -0.50 0.69

Радиоизлучение с длиной волны 107 см. 0,72* -0,99* 0,39 -0.99* -0.99*

Correlations of weather and climatic factors to the Emergency call quantity among watch workers in Yamburg period of 2002 – 2003. (Хаснулин В.И. и др., 2002)

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1

Зависимость гипертонических кризов от метео-геофизических факторов Арктики

К-индекс

гравитация

Ap-индекс

Атм.давл.

Радиоизлучение с длинойволны 10,7 см.

влажность

Срсут.температура

Коэффициенты корреляции геокосмических агентов с усредненными по датамисследования показателями состояния периферической крови у всех испытуемых(Данные Белишевой Н.К., ПАБСИ КНЦ РАН, 2007) Эоз Пал Сег Лимф Мон Плаз Гем Лейк СОЭ Фаг НСТ РВОЧисла Вольфа -0,15 0,036 -0,31 0,563 -0,46 0,067 0,372 0,177 0,046 -0,394 0,162 -0,352Рентг. излучение 1-8A° -0,31 0,128 0,086 0,247 -0,53 -0,05 0,277 -0,06 0,303 -0,22 0,53 -0,487Скорость СВ -0,33 0,34 -0,472 0,806 -0,5 0,177 0,437 0,109 0,114 -0,21 -0,07 -0,614Плотность частиц в СВ 0,228 -0,34 0,47 -0,7 0,396 -0,16 -0,63 -0,2 0,25 0,246 0,324 0,207Протоны, >100 Мэв -0,06 -0,03 -0,15 0,241 -0,14 -0,08 0,019 0,303 -0,02 -0,718 0,079 -0,248α-частицы, 630-850 Мэв -0,18 -0,28 -0,01 -0,03 0,308 -0,06 -0,22 0,103 -0,06 0,406 -0,11 0,553α-частицы, >850 Мэв -0,18 -0,24 0,199 0,018 -0,13 -0,07 0,121 0,079 -0,11 0,24 -0,2 0,501MМП 0,073 0,316 -0,23 0,186 -0,15 0,127 0,477 0,252 -0,01 -0,504 0,127 -0,124Сект-я структура ММП -0,02 0,017 0,571 -0,63 0,272 0,01 -0,55 -0,45 0,167 0,068 0,296 0,081Индекс ГМА rH -0,15 0,338 -0,06 0,255 -0,38 0,267 0,325 0,012 0,227 -0,386 0,358 -0,483Индекс ГМА rH макс -0,25 0,483 -0,06 0,236 -0,27 0,502 0,376 -0,07 0,172 -0,421 0,339 -0,47Нейтроны, кор. 0,095 -0,12 0,141 -0,35 0,382 -0,03 -0,16 -0,11 -0,17 0,522 -0,195 0,505Нейтроны, некор. 0,152 -0,12 0,438 -0,64 0,365 -0,14 -0,31 -0,3 -0,29 0,403 -0,14 0,479Коэффициенты корреляции, выделенные жирным шрифтом имеют уровень значимости Р≤0,05

Ритмы человеческого организма

СПЕКТР МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИОНОСФЕРНОГО РЕЗОНАТОРА В ОБЛАСТИ БИОРИТМОВ. НИРФИ,1985-1987.

Ритм Дельта Тэта Альфа Бэта Гамма

Частота, Гц 0,3 - 4 4 - 8 9 - 13 13 - 35 35 - 100

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1

Рис. Корреляционная зависимость дизадаптации человека от экологических факторов на Севере

Климато-геофизическиефакторы 0,86

Социальные факторы 0,64

Техногенные факторы 0,50

Как следует из слайда наибольшая зависимость показателей здоровья в Арктике наблюдается от природных факторов.

Геомагнитные бури на Севере вызывают напряжение функций центральной нервной системы, эндокринных органов, печени и других барьерных, выделительных систем, обмена веществ, сердечно-сосудистой и респираторной систем и других жизнеобеспечивающих систем организма.

Влияние входящих в комплекс экологических воздействий других метеогеофизических, техногенных и социальных факторов суммируется и усугубляет или смягчает стрессирующее влияние геомагнитных возмущений. Наиболее значимое действие на состояние здоровья человека в высоких широтах оказывают также изменения сил притяжения, перепады атмосферного давления, радиоизлучение Солнца.

Влияние комплекса геофизических факторов высоких широт приводит к возникновению так называемого северного стресса, названного синдромом полярного напряжения. Данный синдром включает в себя комплекс взаимосвязанных приспособительных психоэмоциональных, эндокринных, метаболических, иммунных реакций усиление функции висцеральных гомеостатических систем, особенно органов, осуществляющих барьерные функции, а также формирование окислительного стресса, обеспечивающих эффективность приспособления организма к действию экстремальных факторов среды.

Суровые климато-геофизические условия северных широт становятся причиной развития у человека северного стресса (« синдром полярного напряжения»). Основными составляющими звеньями этого полисиндрома являются следующие: окислительный стресс, недостаточность детоксикационных процессов и барьерных органов, расстройства северного типа метаболизма, северная тканевая гипоксия, иммунная недостаточность, гиперкоагуляция крови, полиэндокринные расстройства, регенераторно-пластическая недостаточность, нарушения электромагнитного гомеостаза, функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений, десинхроноз, психоэмоциональное напряжение, метеопатия. Показано, что хронический стресс вызывает истощение резервных возможностей организма, что в последующем, довольно часто, приводит к развитию каскада дизадаптивных расстройств, а позже к возникновению патологических состояний.

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,

– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,

– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

Показатели экологически обусловленного стресса у человека на Севере в сравнении со средними широтами

Показатели Практически здоровые % отличия

Север средние широты

Психоэмоциональное напряжение, усл.ед.

18,4 ± 1,1 9,1±0,3 + 102,1%

Кортизол, нмоль/л 587,7 ± 11,2 289,1±12,4 + 103,2%

Перекисное окисление липидов, усл.ед.

0,119 ± 0,008 0,042±0,008 +183,3%

Истощение адаптивных резервов организма при длительном пребывании в высоких широтах приводит к нарастанию показателей психоэмоционального напряжения, появлению большого числа негативных эмоций, эндокринных расстройств по типу гипер- или гипоадаптоза, снижению устойчивости клеточных и субклеточных мембран к негативному действию окислительного стресса, и, как следствие, к многочисленным дизадаптивным расстройствам. То есть, хронический северный стресс может стать основой развития дизадаптации и, в последующем, патологии.

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,

– метеопатия.

Средние показатели метеореакции и психоэмоционального стресса (M±m) у практически здоровых жителей Севера в зависимости от среднегодовой температуры

Место нахождения обследованных

людей

Среднегодоваятемпература (°С)

Метеореакция(балл)

Психоэмоциональный стресс (усл.ед.)

г,Новосибирск + 0,2 1,7 ± 0,2 8,5 ± 0,4

г. Архангельск + 1,04 2,3 ± 0,1 19,7 ± 1,8

г.Норильск - 9,3 2,6 ± 0,1 9,5 ± 0,4

п. Ямбург - 7,8 1,1 ± 0,1 11,1 ± 1,1

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,

– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

Обсуждаемые сегодня проблемы требуют специального упоминания еще одного последствия северного стресса – экологически обусловленных функциональных иммунодефицитов.Прежде всего их возникновение связано с действием мощных геомагнитных возмущений, наиболее часто встречающихся в октябре-ноябре и феврале –марте. С развивающейся под влиянием гелио-геофизических возмущений функциональной недостаточностью иммунной защиты связано возникновение низкой устойчивости жителей Севера к инфекционным и неинфекционным заболеваниям основных систем организма, к возникновению злокачественных новообразований.

Рисунок 4.1 Изменения иммунологических и эндокринных показателей в дни геофизических возмущений в Норильске

0,55

0,4

0,73

0,53

0,76

161,5

0,58

212,5

427,3

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Т-лимфоциты Т-хелперы Кортизол

Спокойные дни Дни геофизических возмущений Дни после геофизических возмущений

Immune and Endocrine changes in the days of geomagnetic disturbances in Norilsk

Вполне вероятно, что нарастание инфекционной патологии в Арктике, связанное с изменением климата, обусловлено именно функциональными иммунодефицитами, развивающимися под действием экстремальных геомагнитных возмущений в сочетании с другими геофизическими и метеорологическими северными факторами.

16,1

20,3

2526,9

43

0

16,718,8

23,4

29,3

62,5

32,4

52,7

5,7

33,7

23,7

Иммуннаясистема

Сердечно-сосудистая

система

Органыпищеварения

Органыдыхания

Печень Кожныепокровы

Нервнаясистема

Эндокриннаясистема

Нормальное функционирование иммунной системы (n=112) Наличие функционального иммунодефицита (n=76)

Выраженность дизадаптивных расстройств основных гомеостатических систем (в % к норме) в зависимости от уровня иммунной защиты у

пришлого населения Севера (различия достоверны)

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,

–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

Север Новосибирск Тыва0

10

20

30

40

50

6057.8

39 39.2

22.9

43.441

Распределение студентов по превалированию функциональной активности полушарий мозга в

разных широтах (в % к числу обследованных)

ППШЛПШ

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),

–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

В тесной связи с мембранными дефектами на фоне избыточной липидной пероксидации находится и другой механизм развития дизадаптивных расстройств – снижение функциональных возможностей гепатоцита по метаболизму жиров и детоксикации чужеродных веществ эндогенного и экзогенного происхождения. Выявленое у коренного населения Севера (чукчи, ненцы, эскимосы) увеличение печени, которое трактуется как нормальное явление - следствие компенсаторной гиперфункции печеночной ткани. Данные обследования здоровых людей в течение первого месяца проживания их в Норильске показали, что уже с первых дней пребывания человека в условиях Севера функции печени находятся в значительном напряжении. Об этом можно судить по повышению билирубина в крови на первой и второй неделях проживания на 50-80%, по сравнению с предварительными обследованиями этих людей в средних широтах. Увеличение билирубина происходит, в основном, за счет связанной (глюкуронизированной) фракции. О напряженной функции печени в период первых недель акклиматизации свидетельствовало также достоверное повышение холестерина в крови и увеличение эстерифицирующей функции печени на 20%.

К важным особенностям северного стресса относится необходимость адаптивного переключения на белково-жировой тип обмена. Об этом свидетельствуют работы Л.Е. Панина и других северных исследователей. Это очень важно учитывать при оценке последствий изменения климата на Севере. Меняются пищевые цепочки, начиная от растительного покрова, изменения путей миграции рыб, оленей, других северных животных, и заканчивая возможностями использования рыбных ресурсов и мяса животных в пищу человека. Климатические изменения могут существенно нарушить возможности потребления в пищу рыбы и мяса диких животных. Особенно пострадают коренные жители.

Таблица 3 Показатели функционирования основных гомеостатических систем организма у здоровых и

больных людей в периоды геофизических и погодных возмущений (в % к норме)

Показатели Здоровые Больные

Скорость простой сенсомоторной реакции + 3-8 - 6-7

Работоспособность + 4-5 - 10-15

Выносливость + 6-7 - 5-10

Холестерин + 5-10 + 24-31

Перекисное окисление липидов + 6-9 + 100-300

ЛПНП и ЛПОНП - 5-11 + 15-25

Билирубин общий - 4-8 + 30-35

Сахар крови - 6-12 + 15-22

Гамма-глютамилтранспептидаза - 7-12 + 20-65

Аланинаминотрансфераза - 4-9 + 18-29

Щелочная фосфатаза - 4-8 + 9-15

Кортизол + 14-19 + 50-80

Инсулин - 2-4 + 75-150

Т-лимфоциты + 15-25 -20-35

Циркулирующие иммунные комплексы - 8-14 + 60-140

Число людей с высоким уровнем холестерина среди пришлых

жителей Севера в зависимости от уровня кортизола

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

гипоадаптоз

нормоадаптоз

гиперадаптоз

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность,

– нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

_

+

Электромагнитное поле сердца человека в вертикальном и горизонтальном положениях в обычных условиях (а) и в период

геомагнитной бури (б)

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,

– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

Показатели адаптационно-восстановительного потенциала здоровых пришлых жителей высоких

широт в сравнении с жителями средних широт.

Показатели Жители Севера Жители средних широт

Достоверность различий

Пороговая мощность(Вт/кг)

1,90 ±0,08 2,27±0,07 р <0,05

По Розенблату (Вт) 7,94±0,11 10,3±0,20 р <0,01

МПК(л/мин) 2,85±0,09 3,88±0,10 р<0,01

Жители Севера0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.9

7.94

2.85

Жители средних широт0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2.27

10.3

3.88

Пороговая мощность(Вт/кг)Физическая работоспособность по Розенблату (Вт)МПК(л/мин)

Обобщенные данные ученых, открывших синдром полярного напряжения, позволяют определить основными составляющими звеньями этого полисиндрома - следующие:

– липидная гиперпероксидация (окислительный стресс),–недостаточность детоксикационных процессов и выделительных процессов,– расстройства северного типа метаболизма,– северная тканевая гипоксия,– иммунная недостаточность,– полиэндокринные расстройства,– регенераторно-пластическая недостаточность, – нарушения электромагнитного гомеостаза,–функциональная диссимметрия межполушарных взаимоотношений,

– десинхроноз,– психоэмоциональное напряжение,– метеопатия.

ИМ синх ритм ЧСС0.0000

20.0000

40.0000

60.0000

80.0000

100.0000

120.0000

Зависимость показателей десинхроноза (ИМ, ЧСС, синхронизация ритмов) от уровня стресса

ПЭН низкПЭН высок

Схематически развитие стресса в средних широтах и на Севере можно представить в виде двух пирамид. Последовательность этапов развития среднеширотного стресса представляется схематически в виде пирамиды, в вершине которой находятся адаптивные и дизадаптивные реакции со стороны ЦНС, напряжение, а затем дисбаланс психоэмоциональных защитных механизмов, затем расстройства функций эндокринной системы, иммунная недостаточность, изменения метаболизма, дисфункции основных органов и систем. В основании пирамиды находятся, возникающие под действием перечисленных выше расстройств, мембраноклеточные и молекулярные дизадаптивные дефекты.

Описанная последовательность развития дистресса, ведущая к возникновению последующих «болезней адаптации», характерна для психоэмоционального стресса, социального стресса, болевого и целого ряда других стресс реакций.

В отличие от описанной, известной по литературе картины стресса, в высоких широтах действие негативных для человека геофизических факторов прослеживается в другой последовательности (пирамида наоборот). Первично эффекты мощных флюктуаций геомагнитных полей и прямого воздействия частиц солнечного ветра в авроральной зоне планеты возникают практически во всех клетках человеческого тела, вызывая на определенных этапах снижения защитных механизмов молекулярно-мембранные дефекты, называемые некоторыми учеными «окислительным стрессом». То есть адаптивные и дизадаптивные процессы начинаются в этом варианте с молекулярно-клеточного уровня организма. Свободнорадикальные и недоокисленные продукты, возникающие при этом, становятся одним из основных патогенетических факторов каскада нарушений функций клеток печени, клеток крови, иммунной системы, эндокринных желез, сосудов, сердца, других жизнеобеспечивающих систем. В результате начинает снижаться функциональная активность полушарий мозга, регулирующих с участием гипоталамуса, ретикулярной формации и эндокринной системы, опережающую подстройку гомеостатических систем к изменяющимся условиям среды. Снижение этого регуляторного действия вызывает болезненное реагирование организма человека на резкие перемены погодных и геофизических показателей (метеопатии), а также приводит к рассогласованию внутренних ритмов с ритмами окружающей среды (десинхроноз). Нарастающее эндогенно обусловленное психоэмоциональное напряжение завершает негативную картину дистресса на Севере.

Истощение адаптивных резервов организма при длительном пребывании в высоких широтах приводит к нарастанию показателей психоэмоционального напряжения, появлению большого числа негативных эмоций, эндокринных расстройств по типу гипер- или гипоадаптоза, снижению устойчивости клеточных и субклеточных мембран к негативному действию окислительного стресса, и, как следствие, к многочисленным дизадаптивным расстройствам. То есть, хронический северный стресс может стать основой развития дизадаптации и, в последующем, патологии.

Резюмируя сказанное, следует отметить, что особенности здоровья населения на Севере формируются на фоне постоянно действующих мощных геофизических возмущений, характерных для авроральной полярной зоны планеты, а также значительного техногенного загрязнения. Глобальные климатические изменения, меняющие температурные условия, увеличивающие амплитуду перепадов атмосферного давления усугубляют негативное влияние геофизических и антропогенных факторов. Полученные данные о значении в сохранении здоровья жителей Севера синдрома полярного напряжения и очередности включения в развитие этого синдрома отдельных звеньев стресс реакций позволяет по новому увидеть этапность формирования хронической патологии в высоких широтах и предлагать отличающиеся от средних широт схемы коррекции и профилактики патологии.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ