ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОГО СТРЕССА Хаснулин Вячеслав Иванович д.м.н., профессор ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН. - презентация

1 ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОГО СТРЕССА Хаснулин Вячеслав Иванович д.м.н., профессор ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН

2 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.

3 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 км возбуждаются быстро колеблющиеся электрические токи, интенсивность которых может достигать миллионов ампер.

4

5 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).

6 Коэффициенты корреляции погодных и геофизических факторов с числом вызовов скорой помощи к вахтовым работникам в п. Ямбург в гг Погодные и геофизические факторы Число обращ ений в МСЧ за сутки Общее число вызово в Сердечно- сосуди стые кризы Воспалите- льные заболе вания Травмы Градиент суточной гравитации Среднесуточное атмосферное давление *0.99* Амплитуда изменения температуры 0.91* Ар-индекс (планетарный индекс геомагнитных возмущений) *0.80* 0.92* Солнечная активность (числа Вольфа) * К-индекс суммарный * К-индекс максимальный * Радиоизлучение с длиной волны 10 7 см. 0,72*-0,99*0, * Correlations of weather and climatic factors to the Emergency call quantity among watch workers in Yamburg period of 2002 – (Хаснулин В.И. и др., 2002)

7

8 Коэффициенты корреляции геокосмических агентов с усредненными по датам исследования 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 РВО Числа Вольфа -0,15 0,036 -0,31 0,563 -0,46 0,067 0,372 0,177 0,046 -0,394 0, ,352 Рентг. 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 -0,487 Скорость СВ -0,33 0,34 -0,472 0,806 -0,5 0,177 0,437 0,109 0,114 -0,21 -0,07 -0,614 Плотность 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 0,207 Протоны, >100 Мэв -0,06 -0,03 -0,15 0,241 -0,14 -0,08 0,019 0,303 -0,02 -0,718 0,079 -0,248 α-частицы, Мэв -0,18 -0,28 -0,01 -0,03 0,308 -0,06 -0,22 0,103 -0,06 0,406 -0,11 0,553 α-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 0,501 MМП 0,073 0,316 -0,23 0,186 -0,15 0,127 0,477 0,252 -0,01 -0,504 0,127 -0,124 Сект-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 0,081 Индекс ГМА rH -0,15 0,338 -0,06 0,255 -0,38 0,267 0,325 0,012 0,227 -0,386 0,358 -0,483 Индекс 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 -0,47 Нейтроны, кор. 0,095 -0,12 0,141 -0,35 0,382 -0,03 -0,16 -0,11 -0,17 0,522 -0,195 0,505 Нейтроны, некор. 0,152 -0,12 0,438 -0,64 0,365 -0,14 -0,31 -0,3 -0,29 0,403 -0,14 0,479 Коэффициенты корреляции, выделенные жирным шрифтом имеют уровень значимости Р0,05

9 Ритмы человеческого организма СПЕКТР МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИОНОСФЕРНОГО РЕЗОНАТОРА В ОБЛАСТИ БИОРИТМОВ. НИРФИ,

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

11 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.

12 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.

13 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.

14 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.

15 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.

16 Показатели экологически обусловленного стресса у человека на Севере в сравнении со средними широтами ПоказателиПрактически здоровые% отличия Северсредние широты Психоэмоциональное напряжение, усл.ед. 18,4 ± 1,19,1±0,3+ 102,1% Кортизол, нмоль/л587,7 ± 11,2289,1±12,4+ 103,2% Перекисное окисление липидов, усл.ед. 0,119 ± 0,0080,042±0, ,3 %

17 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.

18 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.

19 Средние показатели метеореакции и психоэмоционального стресса (M±m) у практически здоровых жителей Севера в зависимости от среднегодовой температуры Место нахождения обследованных людей Среднегодовая температура (°С) Метеореакция (балл) Психоэмоциональный стресс (усл.ед.) г,Новосибирск + 0,21,7 ± 0,28,5 ± 0,4 г. Архангельск + 1,042,3 ± 0,119,7 ± 1,8 г.Норильск - 9,32,6 ± 0,19,5 ± 0,4 п. Ямбург - 7,81,1 ± 0,111,1 ± 1,1

20 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.

21 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.

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

23 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.

24 Выраженность дизадаптивных расстройств основных гомеостатических систем (в % к норме) в зависимости от уровня иммунной защиты у пришлого населения Севера (различия достоверны)

25 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.

26

27 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.

28 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%.

29 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.

30 Таблица 3 Показатели функционирования основных гомеостатических систем организма у здоровых и больных людей в периоды геофизических и погодных возмущений (в % к норме) ПоказателиЗдоровыеБольные Скорость простой сенсомоторной реакции Работоспособность Выносливость Холестерин Перекисное окисление липидов ЛПНП и ЛПОНП Билирубин общий Сахар крови Гамма-глютамилтранспептидаза Аланинаминотрансфераза Щелочная фосфатаза Кортизол Инсулин Т-лимфоциты Циркулирующие иммунные комплексы

31

32 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.

33 (а) Рис Электромагнитное поле сердца человека в вертикальном и горизонтальном положениях в обычных условиях (а) и в период геомагнитной бури (б) + _ + _ Электромагнитное поле сердца человека в вертикальном и горизонтальном положениях в обычных условиях (а) и в период геомагнитной бури (б)

34 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.

35 Показатели адаптационно-восстановительного потенциала здоровых пришлых жителей высоких широт в сравнении с жителями средних широт. ПоказателиЖители Севера Жители средних широт Достоверность различий Пороговая мощность(Вт/кг) 1,90 ±0,082,27±0,07р

36 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.

37

38 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.

39

40 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.

41 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.

42 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.

43 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ