BIOMETEOROLOGIA -jest nauką o bezpośrednich i pośrednich wpływach czynników meteorologicznych zmieniających się nieregularnie lub rytmicznie na układy fizykochemiczne i organizmy zdrowe i chore (czyli zwierzęta , rośliny i człowieka.
Powiązanie człowieka ze środowiskiem i wynikające z tego efekty zdrowotne obejmują również wpływy czynników środowiska atmosferycznego. Wyróżnia się wpływy pogodowe i klimatyczne
Jako pogodę -określa się stan fizyczny atmosfery w danym momencie , na danym obszarze , określany przez zespół czynników pogodotwórczych takich jak :ciśnienie powietrza , natężenia promieniowania słonecznego i cieplnego , temperatura , wilgotność , ruch powietrza (wiatr) , zachmurzenie , , opady atmosferyczne oraz czynniki niedostrzegalne takie jak jonizacja powietrza , pole elektromagnetyczne , promieniowanie kosmiczne
Natomiast klimatem nazywamy - przeciętny (uśredniony ) stan atmosfery na danym obszarze w długim okresie czasu. Podstawą analiz klimatycznych są okresy 10-30 letnie i dłuższe
Klimat - incz reżim pogody typowy dla danego obszaru (regionu) przejawiający się w częstości i prawidłowóci sezonowej różnych typów pogody. Właściwości klimatyczne kształtują się różnie na różnych obszarach kuli ziemskiej i są uzależnione od położenia geograficznego ( od położenia
Geograficznego zależy, bowiem ilość energii słonecznej,odległość od mórz i oceanów, wzniesienie nad poziomem morza, szata roślina, itp.)
Natomiast terminem używanym w biometeorologii jest bioklimat. - czyli zespół czynników atmosferycznych , które działają pobudzająco namysły człowieka.
Wyróżnia się następujące zespoły bodźców biometeorologicznych:
FOTOCHEMICZNE -czyli efekt działania promieniowania UV przenikającego* przez skórę ,które inicjuje szereg procesów biochemicznych o działaniu ogólno rozwojowym
ŚWIETLNE-czyli promieniowanie elektromag* z zakresu widzialnego* działającego na światłoczule komórki oka (czyli odbieranie wrażeń wizualnych ), a pośrednio oddziaływują na aktywność procesów biologicznych ustroju.
* TERMICZNE- temp* , wilgotność* prędkość wiatru*promieniowanie cieplne* czyli czynniki wpływające na bilans cieplny organizmu.
* MECHANICZNE- będące wynikiem działania silnego wiatru i większych zmian ciśnienia
CHEMICZNE- są efektem zmian ciśnienia cząstkowego tlenu O2 w* powietrzu, także oddziaływania toksycznych zanieczyszczeń gazowych i aerozoli w tym także biologicznych zawierających np.pyłki roślin ) poprzez drogi oddechowe , przewód pokarmowy i bezpośredni wpływ na skórę
* ZESPÓŁ BODŹCÓW NEUROTROPOWYCH - gdzie czynnikiem boćcowym są nieokresowe szybkie zmiany wielkości pogodowych
Wymienione bodźce meteorologiczne mogą wpływać na organizm w sposób :
* obciążający
* stymulujący
* odbarczający (osłaniający)
Bodźce meteorologiczne działające na organizm człowieka stymulująco lub odbarczjąco są wykorzystywane w klimatoterapii w celach leczniczych.W zależnoścci od czynnikówmających w tym oddziaływaniu dominujące znaczenie wyróznia się następujące rodzaje klimatoterapii:
- helioterapia - metoda wykorzystująca promieniowanie słoneczne w napromienianiu całego ciała lub poszczególnych chorych części. Stosowana m.in. celem zwiększenia syntezy wit.D uzyskuje się hamowanie rozwoju osteoporozy , także stymulację procesów odnowy skóry w łuszczycy , wzrost wytrzymałości i sprawności układu odpornościowego.Najistotniejszym czynnikiem bodźcowym jest promieniowanieUV.
- Aeroterapia- w aeroterapii leczniczo wykorzystuje się pobyt na świeżym powietrzu w spoczynku lub podczas niewielkiej aktywności ruchowej np. spacer. Uzyskuje się obniżenie wrażliwości na czynniki infekcyjne /hartowanie/ , klimatyczne leczenie gruźlicy (często wykorzystuje się czystość , suchość klimatu górskiego i w konsekwencji zmniejszonym pochłanianiem i rozpraszaniem promieni słonecznych podczas ich przechodzenia przez atmosferę zwłaszcza na stokach południowych), w aeroterapii uzyskuje się również wzrost sprawności układu krążenia i wytrzymałości . Czynnikami bodźcowymi w aeroterapii mogą być również niska temperatura i wilgotność
- Kinezyterapia- jest to połączenie aeroterapii z ruchem np. tzw. ścieżki zdrowia . Dodatni efekt uzyskuje się w zaburzeniach czynnościowych układu krążenia, miażdżycy , chorobie niedokrwiennej serca. Kinezyterapia zwiększa wytrzymałość organizmu. Czynnikiem boćcowym jest zespół fizyczny , a w górach np. dodatkowo obniżone ciśnienie
- Talassoterapia- jest metodą wykorzystującą czynniki bodźcowe klimatu morskieego. Najbardziej istotne znaczenie mają aerozol morski i kąpiele. Czynnikami bodźcowymi są ponadto : niska temperatura , duża prędkość wiatru i promieniowanie UV. Klimat morski oddziaływuje jako czynnik hartujący poprzez usprawnianie mechanizmów termoregulacyjnych ustroju w efekcie intensywnych boćców ochładzających. Korzystne warunki insolacyjne i termiczne stwarzają korzystne warunki do helioterapii. Czyste , wilgotne i chłodne powietrze , a przy tym zawierające morski aerozolwpływa bardzo korzystnie na błony śluzow Kinezyterapia e i usprawnienie czynności narządu oddechowego. W czasie pobytu nad morzem następuje pogłębianie się oddechu ,wzrasta pojemność życiowa płuc.Pod wpływem boćców termicznych nasila się przemiana materii , dodatni bilans azotu i przyrost białka w ustroju. Ze względu na swe właściwości , klimat morski oddziaływa korzystnie w leczeniu chorób dróg oddechowych , alergicznych i chorób skóry u dzieci i dorosłych. Wskazany jest również w profilaktyce zdrowotnej , leczeniu chorób zawodowych i cywilizacyjnych.
Podstawowe założenie klimatoterapii opiera się na dwóch zasadniczych czynnikach- spoczynek lub odprężenie i adaptacja do nowego przyrodniczego środowiska w wyniku której następują korzystne zmiany w organizmie. Ruch jest często czynnikiem dodatkowym ułatwiającym odprężenie ( zwłaszcza psychiczne) i adaptację.
Natomiast analiza bimeteorologiczna pogody obejmuje zachowanie się wielkości synoptycznych w krótkim czasie.Podstawą w analizie biometeorologiczneju pogody jest pojęcie masy powietrza , którym określa się w-wę atmosfery o względnie podobnych właściwościach fizyko-chemicznych rozciągającą się setki lub tysiące kilometrów nad powierzchnią ziemi , o wysokości ponad 1km. Zależnie od obszaru pochodzenia wyróżnia się powietrze polarne, tropikalne, kontynentalne itp. Jeśli dwie masy się spotkają /to zazwyczaj nie następuje ich wymieszanie/ ,lecz stykając się tworzą płaszczyznę frontu , rzut tej płaszczyzny na powierzchnię ziemii daje front. Na skutek mieszania się tych mas powietrza w warstwie frontalnej zachodzą szybkie , równoczesne zmiany wielu parametrów meteorologicznych.Zmienia się bowiem zwykle temperatura , wilgotność , prędkość i kierunek wiatru, stopień i rodzaj zachmurzenia widzialność, stan zanieczyszczenia , występują opady i inne zjawiska atmosferyczne. Jeśli ciepłe powietrze przesuwa się na na obszar chłodny mówi się o froncie ciepłym , w sytuacji odwrotnej o chłodnym. Zetknięcie się frontu ciepłego z chłodnym powoduje wypieranie ciepłych mas powietrza ku górze /od powierzchni ziemi/ zjawisko to nazywa się okluzją. Okluzja jest końcowym stadium frontów atmosferycznych , zanikających w wyniku mieszania się kontrastowych mas powietrza. Obszar podwyższonego ciśnienia mas powietrza nazywa się wyżem /antycyklonem/ , natomiast obszar z obniżonym ciśnieniem - cyklonem czyli niżem. Zazwyczaj temperatura powietrza obniża się wraz ze wzrostem wysokości . Jednakże w pewnych warunkach może nastąpić odwrócenie gradientu temperatur i do pewnej wysokości wzrasta ona hamując ruch powietrza ku górze . Jest to inwersja spotykana zwłaszcza w zimie w warunkach antycyklonu (wyżu i małej turbulencji /ruchów / powietrza odpowiedzialna za gromadzenie się zanieczyszczeń aż dio wystąpienia smogu.
Jako biometeorologicznie korzystne uważa się warunki pogodowe ze średnio nasiloną pogodą słoneczną i uspokojenie pogody po przejściu frontu , bez mgieł i parności. Charakteryzują się one wysokim ciśnieniem atmosferycznym oraz niewielkim dopływem mas powietrza . Wyjątek stanowią antycyklony w lecie z dużym obciążeniem cieplnym i obecnością zanieczyszczeń natomiast w zimie wyjątkiem są wszelkie warunki inwersji.
Jako niekorzystne uważa się także warunki słoneczne w ustępującym obszarze antycykonu , zbliżającą się zmianę pogody( czyli obszar poprzedzający front z wypieraniem mas cieplnych ku górze oraz samą zmianę pogody
Meteotropizm -to pojęcie oznacza wrażliwość organizmów żywych na bodźce meteotropowe.
Reakcje , wywołane zmianami pogody u ludzi dzieli się zazwyczaj na 3 grupy:
• Fizjologiczna reakcja pogodowa - są to fizjologiczna reakcje związane z przebiegiem adaptacji do zmian pogodowych , nie ujawniające się w świadomości danej osoby. Występuje u wszystkich ludzi i obejmuje zespół mechanizmów mających na celu utrzymanie czynnościowej równowagi wewnętrznej/homeostazy/ organizmu.
• Nadmierna reakcja pogodowa /śwuiadome odczucie zmian pogodowych/ występujące po przekroczeniu określonego poziomuzjawisk ogodowych i obejmuje zaburzenia czynnościowe z układu autonomicznego, występuje obniżenie sprawności organizmu reakcje te występują głównie u osób nadwrażliwych , przeciążonych pracą, osłabionych np.rekonalescentów i nie przystosowanych do danych warunków klimatycznych. Stwierdza się między innymi niechęć do pracy , zaburzenia koncentracji uwagi , bóle głowy zaburzenia czynności serca isnu.
• Patologiczna reakcja pogodowa czyli nadwrażliwość na zmiany pogody obejmują najczęściej zmiany związane z zaostrzeniem , pogłębieniem istniejących już schorzeń.
Współczesna biometeorologia wychodzi bowiem z założenia , że pogoda czy jej poszczególne elementy nie są czynnikami etiologicznymi , ale stanowią dodatkowe obciążenie organizmu , powodując zachwianie homeostazy już chorego ustroju , sprzyjają ujawnieniu choroby , jej zaostrzeniu lub powstawaniu powikłań lub zgonów.
W przypadku chorób zakaźnych , ich naturalne ogniska powstają w określonych warunkach geograficznych , w których mogą zaistnieć wszystkie czynniki niezbędne w tym łańcuchu epidemicznym (człowiek , przenosiciel , zarazek, i jego naturalnych rezerwuar w przyrodzie) ,warunki meteorologiczne mogą sprzyjać lub utrudniać istnienie tych czynników. Klasycznym przykładem jest występowanie malarii - zakończenie cyklu rozwojowego Plazmodium vivax staje się możliwe tylko C. Natomiast w*wówczas gdy temperatura powietrza osiągnie co najmniej16 przypadku japońskiego wirusowego zapalenia mózgu typu B , przenoszonego przez moskity stwierdzono , że dopiero współdziałanie temp. powietrza i opadó o określonym nasileniu kształtuje warunki w których możliwy jest normalny rozwój przenosiciela tej choroby. Z kolei masowe występowanie epidemii duru plamistego znacznie częściej występuje w klimacie umiarkowanym i chłodnym - warunki geoklimatyczne odgrywają tu pośrednią rolę , gdyż w chłodnym klimacie staje się konieczne noszenie wielowarstwowej odzieży , wktórej gnieżdżą się wszy - przenosiciele tej choroby.
Jak wcześniej wspomniałam do sytuacji meteotropowych można zaliczyćwiększe nagłe zmiany pogody czyli np przechodzenie frontów i okluje , rozwój ośrodków niżowych i stadium ich zaniku. W górach typową sytuacją meteotropową jest wiatrfenowy w Alpach i jego odmiany w innych regionach np. halny w Tatrach.
Do chorób meteotropowych tzn takich co do których znaleziono korelację międzyich występowaniem , a zaistnieniem określonych sytuacji pogodowych można zaliczyć :
• Choroby goścowe - zaobserwowano nasilenie bólów stawów , nerwobóli , zaostrzenie stanów zapalnych stawów i kości w kilka godzin przed nadejściem frontu ciepłego lub zimnego. Dyzergie pourazowe i poamputacyjne - bóle mięśni i stawów , które uległy urazowi przed laty , bóle kikutów tzw. fantomowe , pojawiają się najczęściej na kilka godzin przed zmianą pogody.
/zwiększenie lepkości masi stawowej-co zmniejsza poślizg powierzchni stawowej.
• Choroba wieńcowa - szacuje się ,że ok. 90% ataków zawału serca koreluje dodatnio z przechodzeniem frontów atmosferycznych
- Przy nagłych zmianach pogody bóle serca u osób chorych występują częściej
- Przy przechodzeniu frontów chłodnych obserwuje się zmiany fiz-chem we krwi , występuje wzrost lepkości i skrócenie czasu krzepliwości ->> te zmiany i miażdżyca naczyń u chorych sprzyjają zawałom serca.
- W regionach , gdzie lato jest upalne i wilgotne zapadalność na choroby układu krążenia wzrasta w lecie i zmniejsza się w zimie ma na to wpływ stres cieplny działający na elastyczność i opór obwodowy naczyń krwionośnych , lepkość krwi , czas krzepnięcia i łamliwość włośniczek
• choroby alergiczne - pprzy napływie chłodnych mas powietrza i nagłym wzroście burzliwości atmosfery gwałtownie wzrasta częstość napadów astmy oskrzelowej. Napady duszności , katar sienny , astma , odczyny alergiczne skóry nasilają się w czasie kwitnienia i pylenia traw i drzew owocowych i innych gat, roślin , a więc od wiosny do jesieni , unoszeniu tych zanieczyszczeń sprzyja sucha słoneczna pogoda (oprócz grzybów) z dużymi ruchami powietrza
• wzrost napadów padaczkowych obserwuje się również przy przepływie chłodnych mas powietrza.
• Nieżyt nosa , gardła , krtani , tchawicy -nasilają się podczas przepływu zimnych mas powietrza
Wynika to z tego , że oziębienie ciała wywołuje skurcz naczyń ->> spadek ukrwienia->> spodek dostarczanego O2 -.>> zablokowanie miejscowej przemiany materii ->> spadek odporności org.
• Grypa - najwyższa zachorowalność występuje przy nagłym spadku ciśnienia , nadejściu frontów chłodnych , napływie polarnego powietrza morskiego i silnym wietrze . Podczas pogody niżowej maleje odporność organizmu na zakażenia , awirusy wykazują większą aktywność
• Na choroby psychiczne pobudzający wpływ ma napływ mas gorącego i suchego powietrza
• Podczas wiatrów fenowych zaobserwowano nasilenie takich objawów jak : depresje , zwiększoną liczbę samobójstw , wzrost liczby bójek , kłótni , podniecenie płciowe , bóle gośćcowe , bóle głowy wzrost temp. ciała zwiększenie ciśnienia tętniczego krwi u chorych na nadciśnienie , powstawnie obrzęków , krwotoki śródmózgowe i zatory płuc.
• Wrzody żołądka i \dwunastnicy występują częściej jesienią i zimą
Wpływ środowiska atmosferycznego na farmakodynamikę leków
Zmiany metaboliczne , wewnątrzwydzielnicze , zmiany ukrwienia wywoływane w ustroju człowieka działaniem czynników meteorologicznych sprawiają , że jednakowe dawki leku mogą wywierać różne działanie u tego samego człowieka . Wykazano ,że podczas przegrzewania atmosfery leki wchłaniają się szybciej w przewodzie pokarmowym , a wstanie iochłodzenia wchłanianie wstrzyknietych podskórnie leków zachodzi wolniej. W miarę wzrost temp. ciała wzrasta aktywność i toksyczność. nasercowych glikozydów. Toksyczność hormonów kory nadnerczy , efedryny amfetaminy wzrasta ze wzrostem otaczającej temp.
Obniża się natomiast toksyczność kofeiny , która ulega szybszemu rozkładowi.
W niskich temp. otaczającego powietrza przedłuża się hipoglikemiczne działąnie insuliny. Toksyczność leków i substancji zanieczyszczających powietrze zwiększa się w wyższej temp. w wyniku szybszej absorpcji przez drogi oddechowe i skórę.
ADAPTACJA I AKLIMATZACJA
Wszystkie reakcje ustroju na klimat nazywamy przystosowaniwem , rozróżniając przystosowanie fizjologiczne i fizjopatologiczne.
Aklimatyzacja jest to odwracalny zbiór procesów zachodzących w organizmie (zmian reakcji fizjologicznych , które wzmagają sprawność ustroju w czasie , gdy przebywa on w środowisku przekraczającym strefę neutralną
Już w pierwszych chwilach kontaktu z nowym środowiskiem obserwujemy odruchy przystosowania , jednak dopiero dłuższe działanie bodźca prowadzi do aklimatyzacji ustroju - drogą zmian czynnościowych , metabolicznych i morfologicznych. Stałe przebywanie jednostki w nowych warunkach klimatycznych prowadzi do stałych zmian przystosowawczych ustroju określanych jako aklimacja. Jest to również proces odwracalny , ale zakłada się że zachodzi u ludzi , którzy na stałe zmienili miejsce zamieszkania.
Deaklimacja- zachodzi przy powrocie do warunków pierwotnych
Reaklimatyzacja- obserw. Np. u wielokrotnych uczestników wypraw wysokogórskich. Po długiej przerwie przebywania w warunkach obciążających /wysokogórskich/ człowiek znów musi przejść okres przystosowawczy.
Adaptacja- biologiczne przystosowanie drogą genetyczną ( ewolucyjne przystosowanie) gatunku w ciągu wielu generacji , głównie pod wpływem bodźców otoczenia
Adaptacja fizjologiczna - szybkie zmianyf-cji org, wywołane przez trwałe bodźce docierające głownie przez receptory i układ nerwowy.
Procesy aklimatyzacji przebiegają równocześcnie na poziomie komórek , tkanek narządów i układów ustroju.
Odczynami aklimatyzacyjnymi komórek są np.
* odkładanie się pigmentu w kom. Naskórka pod wpływem prom. UV
* Wzrost aktywności oksydazy cytochromowej i zwiększenie mioglobiny we włoknach mięśniowych pod wpływem obniżonego ciśnienia
Narządy:
* Pogrubienie w-wy zrogowaciałej naskórka pod wpływem prom. UV
* Przerost mięśnia prawej komory serca pod wpływem obniżonego ciśnienia tlenu
Natomiast wzrost pojemności oddechowej płuc , wzmożony przepływ płucny , wzmożona erytropoeza są czynnościowymi odczynami ustroju na obniżone ciśnienie.