Wpływ warunków meteorologicznych na organizm człowieka

Od najdawniejszych czasów człowiek obserwował otaczające go środowisko atmosferyczne, poszukiwał za­leżności między zmianami, które w nim zachodzą a sta­nem swego zdrowia i samopoczucia. Już w starożytności Hipokrates (460—377 r. p.n.e.) ojciec medycyny, w tym i bioklimatologii, zauważył pewne współzależności między klimatem i pogodą a niektórymi objawami chorobowymi, określił ponadto wpływ klimatu na rozwój fizyczny i psy­chiczny człowieka.

W środowisku atmosferycznym człowiek podlega rów­nocześnie oddziaływaniu wielu różnorodnych elementów •meteorologicznych o charakterze bodźcowym. W biometeorologii dla celów praktycznych dokonano podziału bodźców meteorologicznych na zespoły o zbliżonym od­działywaniu na człowieka. Wyodrębniono następujące główne zespoły czynników meteorolo-gicznych:


1) Zespół bodźców termicznych — oddziałujących na gospodarkę cieplną ustroju człowieka. Zespół bodźców fotochemicznych — ich źródłem są dopływające do powierzchni Ziemi promienie słoneczne w zakresie promieniowania widzialnego i nadfioletu
2) Zespół bodźców chemicznych wyraża się oddziały­waniem składników chemicznych środowiska atmosfe­rycznego zmieniających naturalny skład powietrza.
3) Zespół bodźców neurotropowych – jest wyrazem od­działywania środowiska atmosferycznego na człowieka w wyniku bliżej nieokreślonych, krótkotrwałych zmian pogody. Zespół tych elementów oddziaływa na strefę psychiczną człowieka.

Bodźce termiczne środowiska atmosferycznego i ich wpływ na organizm człowieka

Wykazano, że ciepło odczuwane przez człowieka jest nie tylko wynikiem oddziaływania temperatury powietrza. Wpływają na to i inne czynniki, jak wilgotność i ruch powietrza. Dopiero wspólny wpływ temperatury powie­trza łącznie z działaniem promieniowania podczerwonego słońca (i ze sztucznych źródeł ciepła), wilgotność i ruch powietrza wpływają na zmiany w bilansie cieplnym ustroju. Organizm ludzki wytwarza ciepło w wyniku „spalania” składników pokarmowych. Ilość wyproduko­wanego ciepła przez organizm człowieka może być różna, zależy bowiem od wielu czynników, m. in. od płci, wieku, aktywności fizycznej, rodzaju przyjętego pokarmu. Organizm traci ciepło przez promieniowanie, konwekcję , przewodzenie i parowanie . Utrzymanie odpowiedniego bilansu cieplnego, zapewniającego stałą temperaturę ciału, zawdzięczamy mechanizmom termoregulacyjnym. Wahania temperatury otoczenia w pewnych określonych granicach nie wpływają na zmianę temperatury we­wnętrznej. Nadmiar wyprodukowanego ciepła usuwany jest z ustroju przez termoregulację fizyczną. Większe lub mniejsze wytwarzanie ciepła w toku procesów meta­bolicznych (zależne od warunków termicznych otoczenia) zapewnia utrzymanie stałej temperatury ciała przez ter­moregulację chemiczną. Na układ termoregulacji składa­ją się:

1) elementy termorecepcyjne
2) ośrodek termoregulacji
3) efektory układu

W skórze znajdują się re­ceptory zimna i ciepła, za ich pośrednictwem mogą być wyzwalane odpowiednie reakcje termoregulacyjne. Po­dobne receptory, tzw. interreceptory, znajdują się również w mięśniach, drogach oddechowych, splotach żylnych. Ośrodek termoregulacji znajduje się w części ośrodkowego układu nerwowego zwanego pódwzgórzem. W przedniej części podwzgórza mieści się ośrodek utra­ty ciepła, w tylnej – ośrodek utrzymania ciepła. Uszko­dzenie przedniej części ośrodka upośledza lub znosi re­akcje chroniące ustrój przed przegrzaniem. Uszkodzenie zaś tylnej części znosi reakcje chroniące ustrój przed oziębieniem. Ośrodek termoregulacji otrzymuje sygnały z termoreceptorów skórnych oraz reaguje na bodźce wy­zwalane przez zmianę temperatury krwi przepływającej przez podwzgórze.

Wymiana ciepła między ustrojem a otoczeniem

Wymiana ciepła między ustrojem a otoczeniem odby­wa się przez: promieniowanie, przewodzenie, konwekcję i parowanie, człowiek część swego ciepła „oddaje” do otoczenia na skutek wypromieniowania fal elektroma­gnetycznych podczerwonych. Ilość tego promieniowania zależy od warunków otoczenia, powierzchni i pozycji ciała, obserwujemy często zjawisko, że w czasie znaczne­go ochłodzenia człowiek odruchowo kurczy się, przez co zmniejsza swą powierzchnię styku z otoczeniem i w ten sposób chroni się przed nadmiernym wypromieniowaniem ciepła. Utrata ciepła przez przewodzenie jest nie­wielka, ponieważ ciało człowieka zwykle izolowane jest przez odzież. Utrata ciepła przez przewodzenie zachodzi wówczas, gdy człowiek styka się bezpośrednio z innym, chłodniejszym ciałem, np. w czasie kąpieli w chłodnej wodzie, leżenia na trawie, siedzenia na zimnych kamie­niach, w czasie snu na materacach (np. w namiotach), które nie są dobrym izolatorem cieplnym, może również odbywać się utrata ciepła przez przewodzenie. Odczuwa­ne jest to przez człowieka jako nieprzyjemne oziębienie pleców i okolicy lędźwiowo-krzyżowej.

Jeśli ciepło unoszone jest wraz z cząsteczkami materii, mówimy wówczas o konwekcji, czyli unoszeniu ciepła. W ustroju ciepło unoszone jest z głębszych części – narządów o wysokiej przemianie materii do powierzchni skóry. Szybkość przenoszenia ciepła tą drogą zależy przede wszystkim od przewodnictwa cieplnego tkanek i od różnicy temperatury między wnętrzem ciała a po­wierzchnią skóry. Przewodnictwo cieplne tkanek po­wierzchniowych jest wielokrotnie większe od przewod­nictwa tkanki tłuszczowej i naskórka. Wymiana ciepła między powierzchnią ciała i otoczeniem przez konwekcję zależna jest od temperatury, ruchu powietrza i wilgotno­ści. Przez konwekcję może odbywać się zarówno ogrzewanie, jak i utrata ciepła w ustroju. Utrata ciepła przez parowanie zachodzi wówczas, gdy prężność pary wodnej na powierzchni skóry jest wyższa niż w otaczającym powietrzu. U człowieka woda paruje ze skóry i błon śluzo­wych dróg oddechowych. Utrata ciepła tą drogą jest większa w środowisku o małej wilgotności (suche po­wietrze), a mniejsza przy większej wilgotności powie­trza. W klimacie tropikalnym, cechującym się wysoką temperaturą i dużą wilgotnością powietrza, parowanie wody ze skóry i dróg oddechowych jest utrudnione i po­wstaje wówczas uczucie duszności.

Niezależnie od warunków atmosferycznych praca fi­zyczna powoduje przyspieszenie procesów przemiany materii. Około 70% całej wydatkowanej energii podczas pracy uwalnia się w postaci ciepła. Aby utrzymać stałą temperaturę ciała, ustrój oddaje nadmiar wytworzonego ciepła do otoczenia. 0 oddawaniu ciepła przez organizm zarówno w spoczynku, jak i podczas pracy decydują wa­runki środowiska zewnętrznego. Utrzymanie temperatu­ry ciała w środowisku o wysokiej temperaturze jest mo­żliwe dopóty, dopóki ilość ciepła usuwanego z ustroju równa się ilości ciepła metabolicznego, powstającego w organizmie i ilości ciepła zyskanego z otoczenia. W śro­dowisku o niskiej temperaturze, utrzymanie stałej tem­peratury ciała jest możliwe dopóty, dopóki ilość ciepła powstałego w ustroju, zwiększona dzięki termoregulacji chemicznej, zrównoważy straty ciepła – zmniejszonej dzięki termoregulacji fizycznej.

Wpływ wysokiej temperatury otoczenia na człowieka

Termoregulacyjną odpowiedzią ustroju na wzrost tem­peratury otoczenia jest przede wszystkim rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry i wzrost skórnego przepły­wu krwi. Następnie uruchomiony zostaje drugi mecha­nizm obronny, tj. wzmożone wydzielanie potu. Oba te mechanizmy pozwalają na utrzymanie homeostazy ter­micznej ustroju. Ich działanie powoduje jednak całą masę wtórnych zmian o charakterze czynnościowym (odwracalnym), jak: zmiany w rozmieszczeniu krwi, przyspieszenie czynności serca, odwodnienie, utrata soli z organizmu. Jeżeli przekroczone zostaną możliwości termoregulacyjne ustroju, wówczas wzrasta temperatura ciała, co szczególnie wyraźnie wpływa na czynność ośrodkowego układu nerwowego.

U człowieka nie przy­stosowanego, wpływ gorąca przejawia się złym samopo­czuciem, zmniejszeniem wydolności fizycznej i psychicz­nej. Zwiększa się częstość tętna i oddechów, spada ciśnie­nie krwi, człowiek staje się skłonny do omdleń. Mogą pojawiać się bóle skurczowe ze strony przewodu pokarmowego. U ludzi narażonych przez dłuższy czas na dzia­łanie wysokiej temperatury występuje ogólna bierność, trudność w koncentracji uwagi, czasem upośledzenie zdolności do wykonywania czynności wymagających zręczności i precyzji. Obniżenie wydolności fizycznej człowieka powoduje, że nawet lekka praca stanowi duże obciążenie ustroju. Obniża się zwłaszcza zdolność do wy­konywania krótkotrwałych wysiłków fizycznych, o któ­rych decyduje czynność układu nerwowego i samych mięśni. Przyczyną obniżenia ogólnej wydolności fizycznej w środowisku o podwyższonej temperaturze jest upośle­dzenie możliwości adaptacji organizmu do wysiłków, szczególnie w zakresie układu krążenia, co wiąże się z gorszym zaopatrzeniem w tlen. W związku z tym człowiek w gorącym środowisku staje się spowolniały, stara się ograniczyć wysiłki fizyczne, przyjmuje chętnie pozycję leżącą. Nawet krótkotrwałe zmiany temperatury powietrza powodują zaburzenia czynności wielu na­rządów i układów. Znany jest fakt, że jednorazowy napływ mas tropikalnego powietrza w ciągu kilku dni wy­wołuje u mieszkańców tego terenu przyspieszenie tętna, obniżenie ciśnienia krwi, przyspieszenie oddechów, pod­wyższenie temperatury ciała, rozszerzenie naczyń skóry, zwiększone wydzielanie potu, spadek wskaźnika hemoglobiny, obniżenie liczby leukocytów, rzadsze oddawanie moczu i podwyższenie podstawowej przemiany materii.

Obserwacje wykazały, że ludzie starsi mają mniejsze możliwości adaptacji do środowiska o wysokiej tempera­turze. Kobiety cechuje gorsza tolerancja wysokiej tem­peratury otoczenia w czasie pierwszych ekspozycji. Szczególnie wyraźna jest gorsza adaptacja psychiczna (nadpobudliwość nerwowa w czasie aklimatyzacji). Pod wpływem aklimatyzacji zanikają różnice w reakcji na obciążenie cieplne między mężczyznami i kobietami. Ko­biety zaaklimatyzowane równie dobrze znoszą pobyt i pracę w gorącym środowisku, jak i mężczyźni.

Aklimatyzacja do wysokiej temperatury otoczenia

Warunki termiczne otoczenia, pozwalające na utrzyma­nie równowagi cieplnej organizmu, które są dla człowieka najkorzystniejsze, określa się terminem komfortu ter­micznego. Komfort termiczny zapewnia dobre samopo­czucie i pełną zdolność do pracy przez dłuższy czas. Przyjęto, że temperatura 21-22°C i wilgotność względna około 50% oraz ruch powietrza 10 cm/s dla człowieka lekko ubranego, wykonującego niewielki wy­siłek fizyczny, to warunki komfortu termicznego. W na­szym codziennym życiu i pracy rzadko tylko przebywamy w warunkach komfortu termicznego, najczęściej orga­nizm nasz podlega wpływom zmiennych czynników me­teorologicznych. Zaznacza się to najwyraźniej, gdy zmieniając miejsce zamieszkania zmieniamy strefę klimatyczną. Człowiek ma na szczęście możliwości przysto­sowania się do przebywania i pracy w zmienionych warunkach pogodowych i klimatycznych, w procesie zwanym aklimatyzacją. Aklimatyzacja do zmienionych warunków meteorologicznych jest to proces prowadzący do zmian w ustroju, w wyniku których człowiek staje się bardziej przystosowany do działania tych bodźców, ustępują niekorzystne objawy, usprawniają się bowiem mechanizmy termoregulacji. Podczas okresu aklimaty­zacji do otoczenia o wysokiej temperaturze następują zmiany w układzie krążenia, oddechowym, w czynności układu nerwowego, gruczołów potowych, zmiany w go­spodarce mineralno-wodnej. Towarzyszą temu zmiany w natężeniu procesów metabolicznych oraz zmiany w za­chowaniu się człowieka. W naszych warunkach klimatycznych człowiek podlega aklimatyzacji przy zmianach pory roku. Wykazano, że w okresie jesienno-zimowym wzrasta wydzielanie hormonów tar­czycowych, które mają wpływ na natężenie procesów metabolicznych, w związku z tym m. in. w tym okresie obserwowane jest podwyższenie przemiany materii, odwrotnie niż w okresie letnim, kiedy obserwuje się obniżone wydzielanie hormonów tarczycowych i obniże­nie przemiany materii.

Działanie niskiej temperatury na ustrój człowieka

Człowiek odczuwa zimno wtedy, gdy straty ciepła są większe niż zdolność wytwarzania ciepła przez organizm. Obroną ustroju na nadmierne ochładzanie jest skurcz naczyń krwionośnych skóry, który powoduje zmniejszenie skórnego przepływu krwi i przewodnictwa cieplnego tkanek powierzchownych. Temperatura powierzchni ciała zostaje obniżona w wyniku czego zmniejszają się straty ciepła na drodze przewodzenia, konwekcji i pro­mieniowania. Towarzyszy temu skurcz naczyń zaopatru­jących niektóre narządy wewnętrzne, zmniejsza się ukrwienie pewnych okolic ciała, co może być jednym z czynników powodujących zmiany nieżytowe nosa, gardła, oskrzeli itp. Obserwuje się to często w okresach zmian temperatury powietrza. W środowisku o niskiej temperaturze zmniejsza się pocenie, w związku z czym zaoszczędzone zostają znaczne ilości ciepła zużywanego na parowanie. Człowiek kurczy się odruchowo, co zmniej­sza powierzchnię styku z chłodnym otoczeniem i opóźnia straty ciepła. Drugim czynnikiem chroniącym ustrój przed nadmierną utratą ciepła jest wzrost natężenia przemiany materii. Zwiększone wytwarzanie ciepła przez organizm jest wy­nikiem zmian metabolicznych związanych z działaniem takich czynników, jak: wzrost wydzielania hor­monów mających wpływ na przyspieszenie przemia­ny materii (hormony tar­czycy, nadnerczy), wzrost napięcia mięśniowego oraz pojawienie się dreszczy, które polegają na skurczach małych grup mięś­niowych, zwiększenie ogól­ne aktywności fizycznej. Stwierdzono wzrost prze­miany materii u człowieka już po 2 minutach przeby­wania w otoczeniu o tem­peraturze 2°C. Fizjologicz­ny mechanizm obronny przed zimnem nie jest wy­starczający w naszych warunkach klimatycznych. Musi­my szukać zabezpieczenia przez stosowanie odpowiedniej odzieży, ogrzewanie pomieszczeń, w których przebywa­my i pracujemy. Pewną obroną przed zimnem jest też stosowanie odpowiedniego odżywiania – wysokokalorycz­nego – oraz częstsze przyjmowanie posiłków (np. 5 razy dziennie) w czasie zimy, niż w porach letnich. Osoby zaaklimatyzowane do zimna mają na ogół wyższy poziom przemiany materii, a przy doraźnym oziębieniu występuje u nich szybszy wzrost natężenia procesów metabolicznych.

Na podstawie materiałów z sieci

hastagi na stronie:

#wpływ temperatury na człowieka #wpływ czynników klimatycznych i atmosferycznych na zdrowie człowieka #adaptacja organizmu ludzkiego do różnych warunków termicznych otoczenia

Related posts

Top
%d bloggers like this: