Influence of climatic factors and geomagnetic activity on students' health

Многие исследования доказывают существенную связь между состоянием организма человека и изменениями таких погодных условий, как температура окружающей среды, влажность воздуха, атмосферное давление, скорость ветра, солнечная активность, геомагнитная активность и атмосферное электрическое поле

Установлено, что вышеперечисленные факторы в первую очередь оказывают существенное влияние на сердечно-сосудистую систему человека. Сердечно-сосудистая система является одной из наиболее чувствительных систем организма к изменениям погодных условий, во многом определяющей специфику, выраженность и направленность компенсаторно-приспособительных реакций к факторам среды

Здоровые люди в большинстве случаев легко переносят изменения погоды, так как адаптивные физиологические механизмы позволяют им приспосабливаться к любым метеоусловиям, вместе с тем снижение эффективности этих механизмов приводит к возникновению различных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы. Чаще всего они сопровождаются такими симптомами, как головные боли, раздражительность, депрессия и др. Развитие таких ответных реакций на влияние погоды обозначают как метеочувствительность

Из всего многообразия природных факторов, влияющих на функциональное состояние организма человека, сделан акцент на изучение воздействия температурных факторов, колебаний атмосферного давления и на эффект воздействия геомагнитной активности. По данным литературы, эти факторы наиболее универсальны и значимы.

Воздействие внешнего температурного фактора на сердечно-сосудистую систему реализуется через изменение тонуса кровеносных сосудов и системы гомеостаза. В научных публикациях описывается, что температурный фактор значимо влияет на состояние здоровья человека. Отмечено, что меняется не только климат на планете, но и реагирование человека в ответ на изменение погодных условий, в частности на повышение температуры окружающей среды

Еще одним природно-климатическим фактором, оказывающим существенное влияние на сердечно-сосудистую систему, является атмосферное давление. По данным Всемирной организации здравоохранения, в частности «Мониторирования тенденций заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и факторов, их определяющих», атмосферное давление является самым значимым фактором среды, приводящим к обострению ССЗ

В научной литературе за последние годы продемонстрировано многогранное влияние солнечной активности на сердце и сердечно-сосудистую систему человека. Её воздействие оказывает интенсивную нагрузку на миокард в период магнитной аномалии и способна нарушить функцию сердца

Эпидемиологические исследования, демонстрирующие влияние природно-климатических факторов окружающей среды на сердечно-сосудистую систему человека, обуславливают актуальность исследований в данной области и позволили сформулировать цель исследования: оценка влияния природно-климатических и гелиогеофизического факторов на сердечно-сосудистую систему студентов.

С учетом цели и задач настоящего исследования проведена оценка влияния погодных факторов: температуры воздуха, атмосферного давления и геомагнитной активности на сердечно-сосудистую систему студентов. Данные метеофакторов были взяты из сервера «Гисметео».

В исследовании приняли участие 216 студентов первого курса педагогического института Иркутского государственного университета. Испытуемые были проинформированы о цели исследования и дали согласие на участие. У студентов обследованы характеристики артериального давления и частоты сердечных сокращений в динамике с учетом влияния на них природно-климатических факторов. Нормальными значениями артериального давления студентов, согласно возрасту первокурсников, считали 115/70 мм рт.ст., частоты сердечных сокращений — 60-90 уд./мин

Статистический анализ проводили с помощью известных статистических методов и прикладных программ STATISTICA 10.0 Stat-Soft Inc., США. Оценку различий количественных показателей в изучаемых группах проводили параметрическими методами (вычисление М-взвешенной средней арифметической, среднеквадратичного отклонения (σ), достоверности различий средних величин по t-критерию Стьюдента). Различия сравниваемых показателей считали значимыми при р ≤ 0,05.

Анализ некоторых характеристик сердечно-сосудистой системы студентов в зависимости от температуры воздуха (таблица 1) позволил определить, что при наиболее высоких величинах температуры воздуха (+14 и +24 оС) систолическое артериальное давление студентов достоверно значимо было ниже (109,10 ± 1,21 мм рт.ст.) по сравнению с периодами, когда температура воздуха составляла -6 и -4 оС (113,39 ± 1,10 мм рт.ст.) и +5 и +7 оС (115,17 ± 1,20 мм рт.ст.). Следовательно, как низкие температуры воздуха, так и высокие приводят к колебаниям САД студентов. В то время как оптимальной температурой воздуха для испытуемых была +5 и +7 оС, так как при данной температуре средние показатели систолического и диастолического артериального давления (ДАД) были нормальными.

Анализ характеристик частоты сердечных сокращений (ЧСС) при различных температурах окружающей среды показал, что при увеличении температуры воздуха у обследованных студентов учащался пульс. Так, при сравнительно высоких значениях температуры воздуха +14 и +24 оС частота сердечных сокращений у студентов была наиболее высокой и составила 84,89 ± 1,26 уд/мин, что достоверно значимо выше, чем при других диапазонах температур в среднем на 6–8 уд/мин (см. табл. 1). Однако следует отметить, что во все периоды исследования частота сердечных сокращений студентов находилась в диапазоне нормальных величин (60–90 уд./мин).

Сравнительный анализ влияния атмосферного давления воздуха на сердечно-сосудистую систему обследованных студентов (таблица 2) позволил установить, что при атмосферном давлении 723, 724 мм рт.ст. и 729 мм рт.ст. показатели артериального давления студентов не различались. В то время как при более низком атмосферном давлении воздуха 718, 720, 721 мм рт.ст. характеристики АД (110,26 ± 0,93 / 71,65 ± 3,59 мм рт.ст.) студентов достоверно значимо были снижены.

Кроме того, при более низких значениях атмосферного давления (718, 720 и 721 мм рт.ст.) частота сердечных сокращений у обучающихся достоверно значимо была выше (81,50 ± 0,93 мм рт.ст.) по сравнению с характеристиками ЧСС (76,32 ± 1,35 мм рт.ст), которые установлены при повышенном атмосферном давлении 729 мм рт.ст. (см. табл.2).

Оценка влияния геомагнитной активности (ГМА) на ССС (таблица 3) студентов показала, что при низких геомагнитных возмущениях (Кп-индекс = 2 балла), показатели АД студентов составили 115,52 ± 1,07 / 70,10 ± 0,58 мм рт.ст., что является нормой для студентов-первокурсников. Однако, при увеличении ГМА наблюдали понижение САД, которое составило при Кп индексе=3 балла (109,66 ± 1,20 мм рт.ст.), а при Кп индексе = 4 балла (111,60 ± 1,23 мм рт.ст.). Таким образом, увеличение геомагнитных возмущений способствовало понижению систолического артериального давления.

В то же время частота сердечных сокращений первокурсников (см. табл. 3) при Кп индексе = 3 балла составила 83,72 ± 1,26 уд/мин. и с высокой степенью достоверности (Р=0,000) была выше, чем при Кп индексе = 2 балла (78,54 ± 0,99 уд/мин.) и Кп индексе = 4 балла (77,47 ± 1,10 уд/мин.). Тем не менее изменения характеристик ЧСС находились в пределах нормальных величин.

Результаты проведенного исследования показали, что колебания температуры воздуха, атмосферного давления и геомагнитной активности оказывают влияние на сердечно-сосудистую систему студентов, в частности на систолическое артериальное давление и частоту сердечных сокращений.

Установлено, что при повышении температуры окружающей среды до +14 и +240С у студентов достоверно значимо отмечено понижение систолического артериального давления (109,10 ± 1,21 мм рт. ст.) и учащение частоты сердечных сокращений (84,89 ± 1,26 уд/мин.). Достоверно значимые различия характеристик сердечно-сосудистой системы студентов при высокой температуре окружающей среды обусловлены механизмами адаптации. При увеличении температуры воздуха организм человека реагирует потоотделением — самым эффективным механизмом адаптации к высокой температуре окружающей среды, который позволяет увеличить выделение тепла из организма. Дилатация кожных сосудов обуславливает реакции, стимулирующие увеличение объема циркулирующей крови, при этом артериальное давление не изменяется, либо несколько снижается, а частота сердечных сокращений увеличивается.

Анализ влияния атмосферного давления на сердечно-сосудистую систему студентов показал, что при пониженном атмосферном давлении воздуха (718, 720 и 721 мм рт.ст.) наблюдалось достоверно значимое понижение систолического артериального давления студентов (110,26 ± 0,93 мм рт.ст.), что сопровождалось одновременно учащением пульса (81,50 ± 0,93 уд/мин). Авторы различных литературных источников утверждают, что в периоды с низким атмосферным давлением требуется соблюдать более строгий контроль артериального давления, так как выявлены убедительные корреляции между понижением атмосферного давления и увеличением числа случаев сердечно-сосудистых заболеваний

Оценка влияния колебаний геомагнитной активности на сердечно-сосудистую систему студентов позволила выявить, что при низком Кп индексе= 2 балла артериальное давление студентов было в норме. Тогда как при повышении Кп-индекса наблюдается снижение систолического артериального давления. При этом ЧСС достоверно значимо была выше при Кп-индексе=3 балла и составила 83,72 ± 1,26 уд/мин. В то время как при Кп индексе= 2 балла ЧСС составила 78,54 ± 0,99 уд/мин., а при Кп-индексе=4 балла - 77,47 ± 1,10 уд/мин. В научной литературе отмечено, что факторы геомагнитной активности не являются причиной патологических процессов в организме, скорее они выступают фактором риска, провоцируя обострения уже существующих хронических заболеваний. Однако в периоды интенсивного воздействия ГМА подвергается здоровое население

В заключение необходимо отметить, что природно-климатические факторы вызывают ответные реакции со стороны сердечно-сосудистой системы в организме даже здорового человека, однако их негативное влияние, которое обычно называется метеочувствительностью, в основном связано с пониженными адаптационными резервами организма.