1. Введение

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 [6], [10].

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 [1], [5], [7].

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 [7], [10].

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 [8].

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 [8].

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 [3]. В период магнитных бурь может нарушаться регуляция сердечной деятельности и снижаться сократительная способность сердца [4]. Также при неблагоприятной геомагнитной обстановке у здоровых людей достоверно повышается частота нарушений сердечного ритма, происходит уменьшение частоты сердечных сокращений и замедление капиллярного кровотока, что указывает на ухудшение микроциркуляции крови в сосудах [2], [3].

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.

2. Методы и принципы исследования

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 [9].

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.

3. Основные результаты

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.

4. Заключение

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 [1], [8].

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 [1].

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.

The additional file for this article can be found as follows: