Влияние природно-климатических факторов окружающей среды на организм человека

Как влияет климат на человека? На всех ли людей это влияние одинаково? Кого можно отнести к метеозависимым? Почему человеческий организм не приспособлен к климату настолько, чтобы не ощущать изменений природно-климатических факторов? Что такое экологический комфорт?

Зависимость жизнедеятельности организма человека от природно-климатических факторов очевидна. Если графически обозначить изменения многочисленных метеорологических элементов, то кривая заболеваемости и смертности на этом графике будет пульсировать, изменяться относительно синхронно. Динамика физиологических процессов в человеческом организме четко следует за колебаниями количества тепла, света и т.д. Но зависимость эта не только прямая, но и опосредованная, поскольку в такой же прямой зависимости от природно-климатических факторов находится жизнедеятельность видов живых организмов, составляющих биотический фактор для человека (пищевые растения, болезнетворные бактерии).

Несмотря на очевидность, научное исследование влияния погодных изменений имеет незначительную историю. Непосредственное действие метеорологических факторов – циклонов и антициклонов - на организм человека установил в 1894 году русский врач М.И. Нижегородцев при изучении поведения душевнобольных. У этой категории людей нервная система расстроена, поэтому приспособляемость к изменениям среды является несовершенной и ярче проявляется метеозависимость. В результате этих исследований М.И. Нижегородцев заключил:

- Важно не только качественное состояние погоды (конкретное значение температуры, влажности, давления), но и значение колебаний погодных параметров. Основное условие, влияющее на человека и его мозговую деятельность, заключается в значительном нарушении устойчивого состояния погоды.

- Влияние погоды выражается тем сильнее, чем резче и внезапнее ее перемена, чем короче и реже само метеорологическое состояние (циклон, например) и чем больше оно отличается от предшествовавшего состояния.

- При частом повторном следовании того же состояния, эффект его воздействия постепенно снижается и может совсем не обнаружиться.

Среди наиболее значительных для человека метеоусловий – атмосферное давление, температура, осадки, сильные ветры и бури, относительная влажность и облачность, магнетизм. Некоторые категории людей особенно зависимы от конкретных метеоусловий. Так, барометрическое давление вызывает ряд изменений в сердечно-сосудистой системе, что объясняет наибольшую чувствительность к этому фактору людей с патологий сердца и сосудов.

Более поздние исследования дополнили приведенные выше выводы следующими утверждениями:

- Метеорологические условия влияют непосредственно, хотя и разными способами на метаболизм. Так, повышение температуры вызывает ускорение любых химических реакций. С эти физиологи связывают весеннее усиление секреторной деятельности нашего организма. Весной повышается жизнедеятельность клеток организма, особенно клеток желез внутренней секреции, выделяющих в кровь большое количество секреторной жидкости, оказывающей «пробуждающее» влияние на организм.

- Из всех жизнеобеспечивающих факторов организма наибольшему влиянию со стороны метеорологических перемен подвержена остаточная энергия, употребляемая на умственную деятельность. Этим объясняются весенние и осенние обострения нервно-психических заболеваний.

- Количество эмоций также всецело находится под влиянием метеорологических факторов.

- Поступки составляют результат избытка остаточной энергии, не направленной на полезную деятельность.

Особая роль в выявлении разноплановой роли и механизма действия метеоусловий как экологических факторов принадлежит Александру Леонидовичу Чижевскому. Уже в 18 лет А.Л. Чижевский, учась в реальном училище г. Калуги, приступил к систематическому изучению влиянию на организм возмущений в солнечной деятельности. Выступив с докладом «Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли» в Московском археологическом институте, Чижевский стал его студентом (1915 г.). Но вскоре в качестве вольноопределяющегося он ушел на фронт (1916 г.), участвовал в боях за Галицию, получил Георгиевский крест 4-й степени, затем из-за ранения возвратился в институт. В 20 лет (1917 г.) Александр Чижевский защитил магистерскую диссертацию на тему «Русская лирика XVIII века», а в 21 год (март 1918 г.) на Ученом совете историко-филологического факультета Московского университета - диссертацию на тему «Исследование периодичности всемирно-исторического процесса».

В том же году, став вольнослушателем физико-математического и медицинского факультетов университета, он сосредоточился на изучении роли полярности аэроионов в их воздействии на живой организм. В конце 1919 г. в докладе «Униполярная ионизация воздуха как важнейший физиологический деятель атмосферного электричества» убедительно показал благотворное влияние на организм аэроионов отрицательной полярности и отрицательное – положительных. В 1922 г. Чижевский завершает учебу в МГУ и параллельно утверждается в звании профессора Московского археологического института. В этом же году он впервые заявляет о «влиянии электрических, магнитных и электромагнитных пертурбаций во внешней физико-химической среде на возникновение, распространение и интенсивность эпидемий»[1] и показывает синхронность развития эпидемий и активности Солнца. В то же время он отмечает, что биоразнообразие и степень развития растительности определяется не только благоприятным сочетанием метеорологических элементов (света, тепла и влажности), но и (что даже более важно) – характеристиками атмосферного электричества. Этим Чижевский объяснял несоответствие между своеобразной и пышной растительностью полярных стран и относительно малым количеством в них солнечного света.

В период с 1924 по 1931 годы А.Л. Чижевский продолжает исследовать действие униполярных ионов и лелеет мысль о превращении любого помещения в электрокурорт с достаточным числом аэроионов. Эксперимент проводился в Практической лаборатории зоопсихологии Главнауки Наркомпроса, более известной в широких кругах как «уголок Дурова» на Старой Божедомке. Именно там в 1927 году впервые были подвешены две электроэффлювиальные люстры Чижевского.

Эти исследования имели широкий международный научный резонанс. Во Франции на основании статей Чижевского открыто и успешно развивается научное и практическое направление «аэроионотерапия», а самого Чижевского избирают членом Тулонской академии наук. В том же году его приглашают прочесть курс биофизики в Колумбийском университете, а в 1930 г. медицинская ассоциация США командирует в СССР своего представителя для подробного ознакомления с исследованиями ученого и выгодным предложением относительно работы по контракту. Из Великобритании поступило предложение продать патент на изобретенную люстру. На это Чижевский ответил отказом и безвозмездной передачей своего изобретения в полное распоряжение своей страны.

Все это время Александр Леонидович продолжал собирать статистический материал по многолетней динамике самых различных процессов биосферы, что дало ему возможность выступить с хорошо обдуманной концепцией их связи с циклами солнечной активности. Следует отметить, что знаменитые 11-летние циклы пришли в науку и были заимствованы Чижевским не из астрономических, а из климатологических и биологических статистических сведений. Это можно объяснить категорическим неприятием в то время в широких научных кругах каких-либо астрологических теорий, статус которых расценивался почти как «неприличный». Однако Чижевский прекрасно понимал первичность астрономических явлений. Он утверждал, что Солнце - тончайший инструмент, который учитывает все влияния планет соответственными изменениями, и поэтому периодическая активность Солнца – процесс не вполне самостоятельный.

К 1928 г. Чижевским подготовлен развернутый конспект книги на 50 печатных листов под условным названием «Солнце и человечество». Отдельные разделы этой рукописи вышли в 1927-1928 гг. в «Русско-немецком медицинском журнале». В 30-х г. по просьбе парижского издательства «Гиппократ» Чижевский подготовил книгу, известную теперь под названием «Земля в объятиях Солнца». В России она вышла лишь спустя 64 года – в 1995 г. Во Франции же в 1938 г. был опубликован лишь фрагмент этого труда под заголовком «Les Épidémies et les perturbations electromagnétiques du milieu exteriéur». К русскому читателю этот текст вернулся в обратном переводе с французского лишь в 1973 г. под названием «Земное эхо солнечных бурь».

В 1931 г. Постановлением Совнаркома СССР учреждается Центральная научно-исследовательская лаборатория ионификации (ЦНИЛИ). А.Л. Чижевский назначается ее директором и приступает к грандиозному (не менее чем план ГОЭЛРО) плану аэронификации СССР. По этому плану предполагалось повсеместно насыщать аэроионами воздух помещений, промышленных предприятий, медицинский учреждений, общественных зданий, квартир, животноводческих ферм, теплиц, птичников и даже улиц крупных городов. (В промышленности это сулило повышение производительности труда на 15-20% при снижении заболеваемости рабочих почти на треть, в сельском хозяйстве – увеличение урожайности на 30-40%, а в животноводстве – ускорение роста скота и увеличение надоев на 20-25%).

В проектах лаборатории участвовали многие известные в то время биологи и физики. О размахе этих исследований свидетельствуют два капитальных тома, изданных в 1933-1934 гг., и список законченных исследований, которые должны были составить следующие два тома. Интересен факт, что произведение М.А. Булгакова «Роковые яйца», появившееся в 1924 г., блестяще предвосхитило одно из научных направлений работы лаборатории и стало, по всей видимости, отголоском развернувшейся в начале 20-х гг. дискуссии в научных кругах. О сути «яичной проблемы» М.А. Булгаков мог узнать и от самого А.Л. Чижевского, являвшегося одновременно председателем Калужского отделения Всероссийского союза поэтов и активно участвовавшего в литературной жизни столицы.

Благотворное действие отрицательных ионов воздуха на организм уточнялась А.Л. Чижевским в течение всей его творческой жизни. Суть этого явления вкратце такова. При нормальных условиях при ясной погоде вблизи поверхности земли всегда наблюдается преобладание положительных ионов. Так как тело человека имеет потенциал земли, т.е. заряжено отрицательно, электрические токи в нем имеют вполне определенное направление (сверху вниз). Эти токи очень слабы и нами не ощущаются. Но поскольку они действуют на нас постоянно, то их влияние не может оставаться незамеченным, а при частом несоответствии величины этих токов нормальным значениям их воздействие приводит к патологическим явлениям. В нормальной среде в безветренную погоду к нашему телу притягиваются лишь легкие аэроионы. Тяжелые аэроионы не оказывают на нас какого-либо влияния, поскольку из-за своей массивности остаются в воздухе почти неподвижными. Но уже при легком ветре в процесс «бомбардировки» нашего тела вовлекаются и эти ионы, отдавая телу свои заряды. Другой механизм влияния ионизированного воздуха состоит в проникновении ионов в легкие, откуда они попадают в кровь и разносятся по всему организму, вызывая биологические эффекты. Еще один способ влияния аэроионов на организм – это их опосредованное воздействие через нарушение бактериального равновесия в жидкостях. Так как тела бактерий представляют собой сложные коллоидные системы, несущие по преимуществу отрицательные ионы, то под влиянием ионов противоположного знака они могут нейтрализоваться и выпасть из раствора (коагулировать), в то время как ионы того же знака могут усиливать их и стабилизировать.

Наиболее ионизирован и наиболее полезен для здоровья воздух на высоте 1-2 м от поверхности земли. Немаловажным при этом оказывается рельеф местности и минеральный состав ее поверхности. Так, в чистом атмосферном воздухе на равнине содержится максимум 600 пар ионов, а в горах – 1000 пар ионов и более на 1 см³. Поэтому в горах кровь более качественно насыщается ионами, что в конечном итоге оптимизирует обмен веществ. При небольшом удалении от поверхности количество аэроионов уменьшается, а на высоте 10-го этажа их практически нет. В помещениях из-за наличия искусственных электромагнитных полей и пыли отрицательных аэроионов в 10-15 раз меньше, чем на открытом воздухе. Этому также способствуют и раскаленные спирали бытовых приборов, которые выделяют огромное количество положительных ионов, приводящих к почти полной рекомбинации благотворных отрицательных ионов, что вредно отражается на здоровье человека. Несмотря на то, что количество аэроионов в воздухе ничтожно (одна триллионная доля от общего числа нейтральных частиц воздуха), их роль для самочувствия человека весьма существенна.

Исследование проблемы биологического действия аэроионов привело А.Л. Чижевского к созданию специальных приборов – генераторов аэроионов. Один из них – электроэффлювиальная люстра Чижевского (от греч. «эффлювий» - истечение), которая в настоящее время нашла широкое распространение как средство оздоровления и улучшения качества воздуха в помещениях.

В 1939 г. Александр Леонидович Чижевский был заочно избран почетным президентом I Междунородного биофизического конгресса в Нью-Йорке и представлен к Нобелевской премии. В §17 Меморандума его выдвижения читаем: «Тот факт, что жизнь биосферы Земли зависит от солярных явлений, давно стало трюизмом. Но впервые проф. Чижевский показал степень этой зависимости и ее интимную глубину. В этом заключается его громадная заслуга. Он раскрыл механизмы, тщательно засекреченные природой, показав, что живая клетка является тончайшим и избирательным резонатором для определения корпускулярных и электромагнитных процессов внешней среды»[2]. От выдвижения на премию Чижевский отказался, видимо, под давлением высоких инстанций. Он рассуждал так: «Передо мной стояли творческие задачи, от которых мне не хотелось бы отрываться, а подпись мою все равно могли бы подделать»[3].

С началом войны Чижевский с семьей (женой и дочерью) эвакуируется в Челябинск. Но 21 января 1942 г. то ли из-за неординарности общественно-исторических взглядов профессора, то ли из-за научной зависти Чижевского арестовывают и направляют в г. Ивдель Свердловской области. Там, находясь при клинической лаборатории, не имея подходящей лабораторной базы, он в основном занимается методами ускорения заживления ран и (!) проблемами аэроионизации Дворца Советов – одного из помпезнейших проектов сталинского периода (генеральной репетицией к воплощению этого проекта является возведение московских высоток, например здания МГУ). В ужасных условиях ивдельского заточения Александр Леонидович задумывает одну из наиболее крупных своих работ – о структуре движущейся крови. Еще одним итогом заточения является значительное увеличение литературного наследия Чижевского. Так, только за 1943 г. им было написано около ста стихотворений[4].

Во второй половине 1944 г., оставаясь еще заключенным, Чижевский оказывается в качестве консультанта в Кучине, под Москвой. Затем несколько лет ученый отбывает срок под Карагандой, а с 1950 по 1957 г. проживает в Караганде, сотрудничая с различными медицинскими учреждениями. По легенде освобождение ученого связано с письмом Сталину, которое Чижевский был вынужден написать, когда лагерное начальство в порыве изощренного садизма отобрало все его научные труды, лагерные дневники и т.п. В якобы поступившей от Сталина телефонограмме говорилось: «Прошу оставить в покое профессора Чижевского…». Ему все отдали и 22 февраля 1950 г. выпустили на «свободу». Но еще 8 лет он находился в ссылке, так что фактически оказался на свободе лишь через 16 лет после ареста, в 1958 г.[5]

Наследие А.Л. Чижевского в области экологии человека заключается в следующем.

• Раскрыта фундаментальная роль во взаимодействиях организма с окружающей средой солнечных возмущений, вскрыта цикличность в этих взаимодействиях. Создано новое научное направление – гелиобиология.

• Утвержден принцип оптимума, определящий диапазон условий, ответственных за физиологический расцвет. Заложены современные, гелиоцентрические основы учения об экологическом комфорте.

• Доказано благотворное действие на организм аэроионов отрицательной полярности. Выяснены дозировки, обладающие наилучшим действием на организм без каких-либо вредных последствий.

• Разработана электроэффлювиальная аппаратура, позволяющая улучшать санитарно-гигиенические параметры помещений.

• Построен живой бактериальный прибор, предупреждающий появление избыточных излучений Солнца, на основе использования отдельных разновидностей бактерий в качестве высокочувствительного индикатора процессов, возникающих глубоко в недрах Солнца.

 

Квинтэссенция экологических взглядов Чижевского заключена в следующих отрывках его произведений – прозаического научного труда «Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца» и поэтического.

«Мы вибрируем в унисон с тем огромным количеством различных колебаний, которые обусловлены непрерывной динамичностью физико-химических процессов внешней среды. В таком свете наш организм представляется нам как своего рода частица-клетка земного организма. И подобно тому, как клетка живого организма подчиняется целому организму, так и целый организм… подчинен общей совокупной жизни земного шара со всеми его ритмами, колебаниями и возмущениями» [6].

«Мы дети Космоса. И наш родимый дом

Так спаян общностью и неразрывно прочен,

Что чувствуем себя мы слитыми в одном,

Что в каждой точке мира – весь мир сосредоточен…»

Открытие нового физического образования – радиационного пояса Земли послужило дальнейшему развитию учения о солнечно-земных связях. Внутренний радиационный пояс Земли был открыт в 1958г. американским физиком Джеймсом Альфредом Ван Алленом, а внешний – в тот же год советскими физиками С.Н. Верновым и А.Е. Чудаковым.

Фундаментальные исследования по влиянию гелиофизических факторов на физико-химические коллоидные системы в 50-е гг. XX столетия выполнил итальянский ученый из Флорентийского университета Джорджио Пиккарди. В результате исследований свойств воды выдвинута гипотеза о существовании в воде регулярно появляющихся и сменяющих друг друга мгновенных динамических структур. Таким образом, «существование весьма тонкой и чувствительной структуры воды позволяет предположить, что определенные воздействия должны неоднозначно изменять структуру воды, а следовательно, можно полагать, что вода чувствительна к внешним слабым воздействиям и способна приспосабливаться к самым разным условиям в такой степени, в какой не способна никакая другая жидкость… Вода является исключительным веществом»[7]. По предположению Дж. Пиккарди, те свойства воды, которые зависят от ее структуры, легко должны нарушаться космическими силами, активизироваться ими.

Последние новейшие открытия французских биологов, касающиеся способности чистой воды «запоминать» некоторые свойства биологически активных молекул и передавать эту информацию живым клеткам, позволяют вскрыть механизм запоминания информации организмом и тем самым – замкнуть недостающие звенья трансформации космофизических влияний[8].

И так, установлено, что живые организмы, в том числе и человек, в процессе эволюции выработали способность различать солнечную и лунную периодичность. Именно эта солнечная и лунная цикличность лежит в основе циклических колебаний физиологических процессов. По классификации известного хронобиолога Ф. Хальберга, ритмические процессы могут быть разделены на три группы.

- К первой относятся ритмы высокой частоты с периодом до 0,5 часа. Это ритмы дыхания, работы сердца, электрических явлений в мозге, периодические колебания в системах биохимических реакций.

- Вторая группа – ритмы средней частоты с периодом от 0,5 часа до 6 дней. Это смена сна и бодрствования, активности и покоя, околосуточные изменения обмена веществ, содержания в крови и моче биологически активных веществ. Несмотря на то, что современный человек живет в искусственно созданной среде, температура его тела в течение суток колеблется, как и многие тысячи лет назад, поскольку температура тела зависит не от температуры среды, а от скорости протекания биохимических процессов.

- Третью группу циклических биологических процессов составляют низкочастотные ритмы с периодом от 6 дней до 1 года. Сюда входят недельный лунный и годичный ритмы.

Обращение Луны вокруг Солнца обычно связывается с многодневными, полумесячными и месячными биоритмами. В биосфере у многих видов живых организмов обнаружены отчетливые лунные биоритмы, которые проявляются в ритмах размножения. Если после фундаментальных работ А.Л. Чижевского право на существование получила гелиобиология, то в настоящее время можно говорить о становлении селенобиологии – науки, изучающей влияние Луны на процессы в биосфере. Особый интерес представляет вопрос о лунных биоритмах человека.

Впервые о многодневных ритмах человека сообщил в 1897 году Вильгельм Флисс, систематизировавший большой клинический материал и пришедший к выводу, что приступы астмы, обострения простудных заболеваний наступают, как правило, с интервалом в 28, а иногда 23 суток[9]. Анализ собственных дневниковых записей позволил русскому ученому Н.Я. Пэрна установить, что эмоциональной и эмоциональной активности свойственны периоды в 7, 14, 21, 28 и 30 суток. Такие же периоды были установлены им в отношении повторяемости сновидений. Картина биоритмов может оказаться чрезвычайно запутанной из-за наложения нескольких периодических процессов[10]. Наблюдения за многодневными биоритмами привели к формированию так называемой теории физических, эмоциональных и интеллектуальных биоритмов с периодами в 23, 28 и 33 суток соответственно. Согласно этой гипотезе все три биоритма начинаются с нулевой фазы в момент рождения.

Заслуживают внимания и данные в пользу существования многолетних биоритмов. Известны наблюдения за динамикой роста и развития человеческого организма, проявления творческих способностей, формирования психики. Анализ этих наблюдений позволил Н.Я. Пэрна предположить о существовании в жизни каждого человека узловых моментов, характеризующихся особой чувствительностью организма и усилением его «душевной жизни». Согласно выводам Пэрна эти моменты наблюдаются в возрасте 6-7, 12-13, 18-19, 31-32, 37-38, 43-44, 50, 56-57 лет и т.д. В среднем получается многолетний ритм с периодом около 6,25 года.

Вопросы для обсуждения:

1. Ощущаете ли вы влияние климатических факторов на ваше состояние?

2. Замечали ли вы цикличность своих жизненных процессов? В чем это проявляется?

3. Как связана цикличность социальных процессов с природными циклами? Приведите примеры.

Литература к теме:

Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца.

Гелиотараксия. М., Мысль, 1995.

Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М., Мысль, 1973.

Мирошниченко Л.И. Солнечная активность и Земля. М., Наука, 1981.

Литовский В.В. Естественно-историческое описание исследований

окружающей среды на Урале: Монография. Екатеринбург,

Изд-во УрГУ, 2001.

[1] Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия. М., Мысль, 1995. С.11

 

[2] Цит. по Литовский В.В. Естественно-историческое описание исследований окружающей среды на Урале.

Екатеринбург, 2001. С.343.

[3] Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия. М., Мысль, 1995.

С. 740.

[4] Белковский В.В. Шу и Ра Александра Чижевского. Душа и тело. Челябинск, 1996.

[5] Литовский В.В. Естественно-историческое описание исследований окружающей среды на Урале.

Екатеринбург, 2001. С.345.

[6] Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия. М., Мысль, 1995.

С.127.

 

[7] Пиккарди Дж. Химические основы медицинской климатологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1967.С.27.

[8] Литовский В.В. Естественно-историческое описание исследований окружающей среды на Урале.

Екатеринбург, 2001. С.359.

 

[9] Агаджанян Н.А. Человек и биосфера (Медико-биологические аспекты). М., Знание, 1987. С.59.

[10] Пэрна Н.Я. Ритм, жизнь и творчество. Л., 1925.