Человек, находясь в условиях внешней среды, подвергается влиянию различных метеорологических факторов: температура, влажность и движение воздуха, атмосферное давление, осадки, солнечное и космическое излучения и т. д.
На Земле температура колеблется от –94ºС до +63 ºС. Оптимальной для человека является температура воздуха (при умеренной влажности и неподвижности воздуха) в диапазоне от +17 º до +25 ºС. При температуре воздуха выше +35°С теплоотдача затрудняется, учащаются дыхание и пульс, снижается артериальное давление, ухудшается координация движений. Длительное воздействие высокой температуры может привести к тепловому удару, который протекает с повышением температуры тела, головными болями, рвотой, падением артериального давления, учащением дыхания, потерей сознания.
Под влиянием низких температур теплоотдача организма усиливается, снижается температура кожи, ослабляется болевая чувствительность, появляются адинамия, сонливость. При переохлаждении увеличивается количество простудных заболеваний, возникают отморожения.
Для человека оптимальна относительная влажность 50% (40–60%). При влажности ниже 20% появляется жажда, пересыхают слизистые. Высокая влажность ведет к нарушению терморегуляции. Организм человека сухой воздух переносит легче, чем сырой.
Оптимальное для человека атмосферное давление составляет 760 ± 20 мм рт. ст. (1013 ± 26,5 гПа). При снижении атмосферного давления во время подъема в горы развивается высотная болезнь, в основе которой лежат симптомы гипоксии: быстрая усталость, головные боли, тахикардия, изменение состава крови и др.
Давление играет важную роль в функционировании организма. Вследствие разности парциальных давлений в теле человека совершается газообмен. Вся система кровообращения работает по принципу разности гидростатических давлений, которые находятся в коррелятивных связях с внешним давлением. Меняющееся давление в придаточных полостях черепа способствует кровообращению в мозге.
Перепады атмосферного давления вызывают ряд функциональных изменений в организме. Прежде всего, они касаются сердечно-сосудистой системы. Так, в нормальных условиях при повышении барометрического давления снижается артериальное давление, возрастает частота сердечных сокращений. При понижении барометрического давления отмечаются противоположные сдвиги. Могут возникнуть признаки кислородного голодания.
Вся эволюция животного мира на Земле является историей активного преодоления организмами гравитационных сил.
Жизнь на Земле зародилась в водной среде и на первых этапах развития жизни действие силы тяжести на живые организмы было не столь значительным, как после перехода живых существ к земноводному и наземному образу жизни. Влияние силы тяжести на человека (и его предков) в ходе эволюции увеличивалось параллельно изменению положения его тела в пространстве от горизонтального к полувертикальному и стало максимальным при прямохождении. Особенно усилилось влияние силы тяжести на внутренние среды организма. У человека и других наземных позвоночных сформировались мощный скелет и мышечная система, обеспечивающие опору, а также двигательную активность в гравитационном поле Земли.
Скелет человека состоит из 148 подвижных костей, 147 сочлений (суставов) и 700 мышц. Суставы человека способны выдерживать динамические нагрузки в тысячи ньютонов, практически при отсутствии трения в течении всей жизни
Туловище человека держится прямо благодаря непрерывному напряжению всех мышц «расчаливающих» позвоночный столб.
Работы А.Л.Чижевского проведенные в XX веке позволили включить в понятие окружающая среда – космическое пространство, имея ввиду в первую очередь, солнечно-земные связи.
Известно, что, если поместить животное или человека в экранированную камеру и ограничить, таким образом, доступ внешней энергии естественного происхождения, в организме возникнут серьезные нарушения на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях. «Органическая жизнь только там и возможна, где имеется свободный доступ космической радиации, ибо жить – это значит пропускать сквозь себя поток космической энергии в кинетической ее форме», – писал А. Л. Чижевский.
Галактические частицы, достигающие атмосферы Земли, обладают очень высокой энергией (порядка 1020 эВ). Поток космических лучей состоит в из ядер химических элементов (в основном ядер водорода, гелия и тяжелых ионов). Их интенсивность составляет 1600 частиц/м2 в 1 с, средняя энергия – 7 ГэВ. Эти так называемые первичные космические лучи, взаимодействуя с атомами атмосферы, порождают собственно космические, излучения – нуклеоны, мезоны, электроны и фотоны. Некоторые из них преобразуются в слоях атмосферы, а часть достигает Земли. Уровень космического излучения на поверхности планеты зависит от высоты местности и геомагнитной широты.
Кроме космических лучей, существует межпланетное магнитное поле плотностью 1-30 нТ2.
Самым мощным источником различных форм энергии, оказывающих влияние на Землю, является Солнце. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции, в результате которых возникают солнечные электромагнитные излучения широкого диапазона.
На расстоянии нескольких десятков солнечных радиусов корпускулярное излучение достигает 400 км/с – спокойный солнечный ветер. Земное магнитное поле – препятствие для солнечного ветра.
Излучаемая солнечными вспышками энергия переносится через межпланетное пространство, попадает в область взаимодействия геомагнитного поля с межпланетной средой и в периоды возмущений проходит через заполненную частицами геомагнитосферу.
Атмосфера служит барьером для жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Однако она прозрачна в узком участке электромагнитного спектра. Эту область живые организмы воспринимают как свет.
В северных широтах уровень радиации повышается в апреле – мае, в южных – в марте – апреле, что связано с высотой Солнца и прозрачностью атмосферы. В течение суток максимум радиации приходится на полдень.
Спектр солнечного излучения представлен следующими видами излучений:
– инфракрасным (до 60 % общей энергии радиации);
– ультрафиолетовым (менее 0,5 %);
– ионизирующими и видимыми лучами (около 40 %).
Инфракрасное излучение (760 до 3000 нм) легко проникает через одежду и поглощается кожей человека более чем на 50 %. Оно повышает биолюминесценцию в организме, ускоряет биохимические, ферментативные и иммунные реакции, ускоряет рост клеток и регенерацию тканей, усиливает ток крови, увеличивает температуру крови и лимфы.
Уровень ультрафиолетовой радиации повышается в горах с увеличением высоты. Она практически отсутствует в тени и при низкой облачности, и снижена при высокой влажности и загрязнении воздуха. Ультрафиолетовые лучи хорошо поглощаются оконными стеклами и одеждой. Ультрафиолетовые лучи обладают широким бактерицидным действием.
Умеренное ультрафиолетовое облучение повышает иммунные свойства кожи и крови. Ультрафиолетовые лучи способствуют загару – образованию в результате ферментативных реакций пигмента меланина. Пигментация защищает кожу от излишней радиации. Однако при длительном воздействии ультрафиолетового излучения появляются эритема или ожоги – клетки эпидермиса повреждаются, что ведет к образованию гистамина и других продуктов клеточного распада, которые всасываются в кровь, отрицательно воздействуя на организм.
Ультрафиолетовые лучи обладают способностью вырабатывать из эргостерола кожи витамин D. Витамины группы D необходимы для нормальной деятельности нервной и мышечной систем. Малые дозы радиации способствуют репарации клеток и регенерации поврежденных тканей у человека. Это обусловлено повышением ферментативной активности и интенсификацией обмена веществ.
У жителей Севера при продолжительном отсутствии ультрафиолетовых лучей часто развивается солнечное «голодание».
Видимые лучи Солнца имеют длину волны от 380 до 760 нм. Они создают наибольшую величину освещенности, несмотря на то что часть их рассеивается или отражается. Световой луч состоит из спектра цветов, каждый из которых имеет свою длину волны.
Биологическое значение световой радиации для человека прежде всего состоит в возможности зрительных восприятий.
Световые лучи проникают в тело на глубину около 2,5 см. Они стимулируют биохимические процессы, увеличивают иммунную реактивность, способствуют образованию меланина. Повышается возбудимость коры головного мозга, деятельность желез внутренней секреции, обмен веществ. При этом разные цвета видимого спектра оказывают различное влияние на нервно-психические процессы.
Земля имеет постоянное магнитное поле влияющее на человека (напряженность 0,4-07 Э).
При воздействии сил электромагнитной природы в водных растворах (разновидностью которых является тело человека) образуются свободные радикалы, способные инициировать окислительные реакции. С вариациями геомагнитного поля коррелируют частота сердечных сокращений, артериальное давление, периферическое сопротивление сосудов.
На электромагнитные поля реагируют основные системы регуляции гомеостаза: центральная нервная система (наиболее чувствительная), эндокринная система и система кровообращение. Изменяется метаболизм.
Во время геомагнитных бурь возрастает напряженность вегетативного регулирования. Страдают механизмы памяти, особенно кратковременной. Изменяется восприятие времени, объем и интенсивность внимания, увеличивается время простой двигательной реакции.
Некоторыми учеными допускается возможность существования полей, природа которых пока не выяснена, но рассматриваемые поля признаются материальными. При биолокационном подходе (не опирающемся на объективные научные методы) выявляются аномальные участки (геопатогенные зоны).