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).

Wyróżnia się wpływy pogodowe i klimatyczne

Pogoda -określa się stan fizyczny atmosfery w danym momencie , na danym obszarze, określany przez zespół czynników pogodotwórczych takich jak: ciśnienie powietrza, natężenie promieniowania słonecznego i cieplnego, temperatura, wilgotność, ruch powietrza (wiatr), zachmurzenie, opady atmosferyczne oraz czynniki niedostrzegalne takie jak jonizacja powietrza, pole elektromagnetyczne, promieniowanie kosmiczne.

Klimat - przeciętny (uśredniony ) stan atmosfery na danym obszarze w długim okresie czasu. Podstawą analiz klimatycznych są okresy 10-30 letnie i dłuższe

Klimat -reżim pogody typowy dla danego obszaru (regionu) przejawiający się w częstości i prawidłowości sezonowej różnych typów pogody.

Właściwości klimatyczne kształtują się różnie na różnych obszarach kuli ziemskiej i są uzależnione od położenia geograficznego. Od tego zależy bowiem ilość energii słonecznej ,odległość od mórz i oceanów , wzniesienie nad poziomem morza , szata roślina itp.)

Terminem używanym w biometeorologii jest bioklimat - czyli zespół czynników atmosferycznych, które działają pobudzająco na zmysły człowieka.

Wyróżnia się natępujące zespoły bodźców biometeorologicznych:

• FOTOCHEMICZNE -promieniowanie UV przenikające przez skórę, inicjujące szereg procesów biochemicznych o działaniu ogólno rozwojowym

• ŚWIETLNE- promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu widzialnego działające na światłoczule komórki oka (odbieranie wrażeń wizualnych), a pośrednio na aktywność procesów biologicznych ustroju.

• TERMICZNE- temperatura, wilgotność, prędkość wiatru promieniowanie cieplne (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, oddziaływanie toksycznych zanieczyszczeń gazowych i areozoli w tym także biologicznych zawierających np.pyłki roślin ) poprzez drogi oddechowe , przewód pokarmowy i bezpośrednio na skórę

• ZESPÓŁ BODŹCÓW NEUROTROPOWYCH - gdzie czynnikiem bodźcowym są nieokresowe szybkie zmiany wielkości pogodowych

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 czynników mających w tym oddziaływaniu dominujące znaczenie wyróżnia 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, stymulację procesów odnowy skóry w łuszczycy, wzrost wytrzymałości i sprawności układu odpornościowego. Najistotniejszym czynnikiem bodźcowym jest promieniowanie UV.

• 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/. W aeroterapii uzyskuje się również wzrost sprawności układu krążenia i wytrzymałości . Czynnikami bodźcowymi w aeroterapii mogą być również niska temperatura i wilgotność

• W klimatycznym leczeniu gruźlicy wykorzystuje się czystość, suchość klimatu górskiego, promieniowanie UV związane ze zmniejszonym pochłanianiem i rozpraszaniem promieni słonecznych podczas ich przechodzenia przez atmosferę (zwłaszcza na stokach południowych)

• 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 bodźcowym jest zespół fizyczny, a w górach np. dodatkowo obniżone ciśnienie

• Talassoterapia- jest metodą wykorzystującą czynniki bodźcowe klimatu morskiego. Najbardziej istotne znaczenie mają aerozol morski i kąpiele. Czynnikami bodźcowymi są ponadto : niska temperatura , duża prędkość wiatru i promieniowanie UV.

• Ze względu na swe właściwości, klimat morski oddziaływa korzystnie w leczeniu chorób dróg oddechowych, alergicznych i chorób skóry. 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.

masa powietrza - w-wa atmosfery o względnie podobnych właściwościach fizyko-chemicznych rozciągająca 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 ziemi daje front.

Na skutek mieszania się tych mas powietrza w warstwie frontalnej zachodzą szybkie, równoczesne zmiany wielu parametrów meteorologicznych. Zmienia się 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 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.

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 - 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 /świadome odczucie zmian pogodowych/ występujące po przekroczeniu określonego poziomu zjawisk pogodowych i obejmuje zaburzenia czynnościowe z układu autonomicznego, występuje obniżenie sprawności organizmu reakcje te występują głównie u osób nadwrażliwych, przeciążonych pracą, osłabionych np. rekonwalescentów i nie przystosowanych do danych warunków klimatycznych. Stwierdza się między innymi niechęć do pracy, zaburzenia koncentracji uwagi, bóle głowy zaburzenia czynności serca i snu.

• Patologiczna reakcja pogodowa czyli nadwrażliwość na zmiany pogody obejmują najczęściej zmiany związane z zaostrzeniem , pogłębieniem istniejących już schorzeń.

Sytuacje meteotropowe - większe nagłe zmiany pogody np. przechodzenie frontów i okluzje, rozwój ośrodków niżowych i stadium ich zaniku. W górach typową sytuacją meteotropową jest wiatr fenowy w Alpach i jego odmiany w innych regionach np. halny w Tatrach.

Do chorób meteotropowych tzn. takich co do których znaleziono korelację między ich występowaniem, a zaistnieniem określonych sytuacji pogodowych można zaliczyć :

• Choroby gośćcowe - 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 u osób chorych występują częściej bóle serca. 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.

• Wrzody żołądka i dwunastnicy występują częściej jesienią i zimą

• Nieżyt nosa , gardła , krtani , tchawicy -nasilają się podczas przepływu zimnych mas powietrza. 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, a wirusy 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, powstawanie obrzęków, krwotoki śródmózgowe i zatory płuc.

Wpływ środowiska atmosferycznego na farmakodynamikę leków

Zmiany metaboliczne, wewnątrz wydzielnicze, zmiany ukrwienia wywoływane w ustroju człowieka działaniem czynników meteorologicznych sprawiają, że jednakowe dawki leku mogą wywierać różne działanie u tego samego człowieka.

Podczas upałów leki wchłaniają się szybciej w przewodzie pokarmowym, a przy ochłodzeniu wchłanianie wstrzykniętych 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 działanie 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 - 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 zmiany f-cji org, wywołane przez trwałe bodźce docierające głownie przez receptory i układ nerwowy.

Procesy aklimatyzacji przebiegają równocześnie 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 włóknach 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.

Wzrost pojemności oddechowej płuc, wzmożony przepływ płucny, wzmożona erytropoeza są czynnościowymi odczynami ustroju na obniżone ciśnienie.

---