Существуют основные принципы профилактики неблагоприятного воздействия геомагнитных факторов.

Непосредственным и главным проводником на человека изменений солнечной активности, сопряженных с геомагнитной активностью, как считают, являются инфранизкие электромагнитные колебания.

В механизме их возникновения важную роль играют особенности строения Земли и окружающей ее атмосферы. Такую систему немецкий физик В.О. Шуман (1888—1974) предложил рассматривать как сферический резонатор, имеющий две заряженные составные части (рис. 2.19).

Одна из них представлена токопроводящей частью поверхности планеты(вода морей, океанов, рек, плодородный слой почвы являются солевыми растворами). В поддержании электрического заряда этой части значительную роль играет грозовая деятельность, которая в основном имеет место в тропиках (каждую секунду на Земле происходит около 100 гроз). Второй заряженной и токопроводящей частью упомянутого резонатора является нижний слой ионосферы (слой Хевисайда, названный в честь английского физика, открывшего его в 1902 г.), в котором, как говорилось выше, под влиянием первичного космического излучения осуществляется массивная ионизация газов.

В промежуточном слое резонатора толщиной около 100 км, обладающем диэлектрическими свойствами, создаются условия для возникновения стоячих, инфранизких электромагнитных колебаний со строго фиксированными частотами (рис. 2.20). Эти частоты могут быть вычислены следующим образом: скорость света составляет около 300 000 км/с, диаметр Земли равен 6371 км, ее окружность — 40 000 км. Следовательно, длина волны первого порядка должна составлять 300 000/40 000 = 7,5 Гц. Экспериментально подтверждено, что в действительности частота основной волны равна 7,8 Гц. Так как волны Шумана являются стоячими (примером стоячей волны может служить гитарная струна, которая закреплена по краям и способна колебаться лишь в центре), имеется несколько их производных (табл. 2.5).

Из-за своих свойств волны Шумана являются незатухающими, т.е. распространяются на огромные расстояния без уменьшения интенсивности, но их частота зависит от времени суток (в ночное время из-за уменьшения толщины слоя ионосферы частота электромагнитных колебаний снижается до нескольких герц).

На рис. 2.21 показан спектр инфранизких колебаний. Следует обратить внимание, что среди волн Шумана доминирует одна, которая близка к частоте 8 Гц. Именно этим и объясняется их непосредственное воздействие на организм человека, а именно на нервную систему организма, так как частота 8 Гц совпадает с частотой а-ритма головного мозга человека.

Следовательно, а-ритм - ритм биоэлектрической активности коры головного мозга человека. Он находится в состоянии резонанса с доминирующей частотой волн Шумана. Ночью, как было указано выше, частота основной производной волны Шумана снижается примерно до 5 Гц. Этой же частоте соответствуют и частоты на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) спящего человека.

Интенсивность инфранизких колебаний (волн Шумана) очень низка и составляет всего 0,01 рВт/см².

Повышение амплитуды волн Шумана или уход от фиксированных частот в сторону их повышения самым непосредственным образом способны воздействовать на нервную систему человека: изменяется его реакция на действия внешних раздражителей, появляется чувство тревоги, безотчетного страха и т.д. Через нервную систему этот тип воздействия может распространяться на эндокринные железы и, следовательно, негативно влиять на весь организм в целом.

Наиболее часто среди людей встречается средний уровень магниточувствительности — 70%; низкий и высокий значительно реже — 14 и 16% соответственно. Таким образом, даже среди группы практически здорового населения у 16% наблюдается высокая динамика кратковременной перестройки вегетативно-гуморальной и сердечно-сосудистой систем при изменении геомагнитного поля.

Как известно, жизнедеятельность любого организма сопровождается протеканием внутри него слабых электрических токов - биотоков, а сам живой организм представляет собой автоколебательную систему с выделенным набором эндогенных биоритмов.

Наиболее характерными короткопериодными ритмами ЦНС здорового человека в состоянии покоя следует считать колебательную активность электрических и магнитных полей головного мозга (2—30 Гц) (рис. 2.22), частоту сердечных сокращений (1—1,2 Гц), частоту дыхательных движений (0,3 Гц), периодичность колебаний артериального давления (0,1 Гц) и температуры (0,05 Гц).

Резона́нсом Шу́мана называется явление образования стоячих электромагнитных волн низких и сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой.

Земля и её ионосфера — это гигантский сферический резонатор, полость которого заполнена слабоэлектропроводящей средой. Если возникшая в этой среде электромагнитная волна после огибания земного шара снова совпадает с собственной фазой (входит в резонанс), то она может существовать долгое время.

Простейшая модель сферического объёмного резонатора

Рассмотрим объёмный резонатор, состоящий из двух концентрических проводящих сфер^[1]. Внутренняя сфера представляет собой поверхность Земли, а внешняя – ионизированный газ ионосферы, находящийся на высоте около 80 км над землёй.

Предположим, что электромагнитная волна, n раз отражаясь попеременно от поверхности Земли и ионосферы, огибает земной шар. Если на окружности Земли укладывается целое число отражений, то возникает резонанс, и такая волна может существовать продолжительное время. Считая, что волна распространяется со скоростью света с = 300 000 км/с, а окружность Земли составляет L = 40 000 км, получим частоту колебаний, равную

Для первых пяти гармоник эта формула даёт ряд частот 7,5 — 15,0 — 22,5 — 30,0 — 37,5 ... Гц. Сравнивая теоретические частоты с частотами, полученными экспериментально (7,83 — 14,1 — 20,3 — 26,4 — 32,4 ... Гц), заметим, что при хорошем совпадении частоты первой гармоники ошибка с ростом n увеличивается.

Таблица 2.5

Значения частот волн Шумана

Известно, что первый подъем сердечных аритмий у человека (в 24% случаев) наблюдается за два дня до начала магнитной бури. Это по времени совпадает с приходом к Земле электромагнитного излучения из солнечной короны. Следующий подъем (25%) начинается в день бури и достигает своего максимума через сутки. Третий подъем (28%) приходится на пятый день, когда начинает действовать метеофактор. На седьмые сутки отмечается снижение уровня аритмий ниже контрольного (5%), что связано с максимальной мобилизацией механизмов адаптации в результате неоднократного воздействия стрессорных факторов (радиоизлучение, геомагнитное возмущение, изменение погоды).

Данные показывают, что здоровые системы активно функционирующего организма воспринимают резкие вариации геомагнитного поля как синхронизирующий внешний сигнал. Для них магнитные бури — скорее положительный процесс. Больные же органы демонстрируют резкое патологическое изменение параметров, проявляющееся первоначально обратимым десинхронозом, а затем нарастанием субъективных болезненных изменений. При сильных отклонениях во многих органах и системах наблюдается неспособность организма вернуться к синхронному функционированию, что в критических предельных случаях заканчивается необратимыми изменениями типа инфаркта, инсульта, вплоть до летального исхода.

При сопоставлении ежесуточных данных реанимационных бригад с параметрами внешней среды обнаружено, что магнитные бури в сочетании с пониженным атмосферным давлением дают преобладание числа инфарктов, сочетание же резких изменений геомагнитного поля с повышенным атмосферным давлением приводит к увеличению числа инсультов.

Помимо этого, в организме человека происходит образование свободных радикалов (окислительный стресс), приводящих к стимуляции перекисного окисления липидов на фоне развивающегося дефицита антиоксидантов.

Появление свободных радикалов ведет к окислению ненасыщенных жирных кислот и холестерина, что связано с повреждением мембран, к нарушению активности мембрано-связанных ферментов (рис. 2.24). Происходит деполимеризация коллагена, торможение передачи нервных импульсов, разрушение мукополисахаридов синовиальных жидкостей, лизис эритроцитов. Это влечет за собой нарушение обменных процессов: снижается интенсивность обезвреживания ксенобиотиков в микросомах печени;

• в крови появляются необезвреженные ксенобиотики и свободные радикалы, что ведет к повышению тонуса сосудов;

• снижается тонус желчевыводящих путей, что приводит к развитию холестаза, ухудшению работы кишечника;

• увеличивается агрегация тромбоцитов, повышается вязкость крови.

Имеются доказательства и того, что магнитное поле способствует снижению синтеза мелатонина в эпифизарных клетках мозга и, следовательно, через него может реализоваться действие геомагнитной бури на человека.

Геомагнитные бури влияют на течение некоторых заболеваний:

• увеличивается частота сердечно-сосудистых заболеваний (гипертоническая болезнь, стенокардия, инфаркт миокарда). Число этих заболеваний увеличивается в день геомагнитной бури, а максимума достигает на следующий день. Инфаркт миокарда, возникший в день геомагнитной бури, отличается более тяжелым течением. Смертность повышается на 10—20%;

• растет заболеваемость органов дыхания (например, за счет обострения хронических неспецифических заболеваний легких);

• происходит изменение психоэмоционального состояния (синдром психоэмоционального напряжения);

• увеличивается частота преждевременных родов, что вызывается не интенсивностью магнитной бури, а самим фактом изменения магнитного поля.

1. Организационные мероприятия: составление прогнозов магнитных бурь. Прогноз солнечной активности в пределах одной недели осуществляет Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН России. Данный прогноз можно получить по адресу: http://www.izmiran.rssi.ru/space/solar/forecast.htmi или www.gisme-teo.ru

Постановка больных на диспансерный учет.

Организация работы кардиологических бригад «скорой помощи» с учетом солнечной активности.

Ограничение физической и психической нагрузки во время магнитной бури.

Снижение калорийности питания.

Заблаговременный прием лекарственных препаратов: антиоксидантов (витамины А, Е, С); седативных и легких антикоагулянтов (аспирин).

Для устранения десинхроноза предложен набор физических и физиологических процедур с меняющимися по периодическому закону характеристиками (тренирующая терапия, вибрационный массаж, фото- и фоностимуляции, системы лечебного дыхания).

Например, для нормализации патологически измененных биоритмов пациентов рекомендуется система медленного дыхания на частоте ритма кровяного давления (0,1 Гц).

Хорошее воздействие на предупреждение в организме эффектов окислительного стресса оказывает биологически активная добавка к пище Гинкго Билоба. Гинкго Билоба —самая старая, дожившая до наших дней разновидность деревьев семейства гингових, которые широко были распространены в Европе и Северной Америке более 200 млн лет назад в мезозойскую эру.

Современные исследования, датируемые концом 50-х гг. XX в., определили оптимальный баланс различных компонентов из листьев Гинкго Билоба, который дает максимальный эффект. Им является стандартизированный экстракт из листьев этого дерева, содержащий 24% флавоновых глюкозидов (кверцетин, кемпферол, изорамнетин) и 6% терпеновых лактонов (гинкголиды, биобалид), обозначаемый в Европе как ЕGb761 и именуемый также роканом, танаканом или тебонином. Процесс обработки состоит из 27 последовательных этапов, требует 23 кг высушенных листьев для получения 450 г стандартизированного экстракта и занимает две недели. Все остальные продажные модификации этого целебного растения, например препараты в виде измельченных листьев растения, малоэффективны.

Одно из самых важных свойств Гинкго Билоба - это его хорошо известные и многократно подтвержденные мощные антиоксидантные свойства. Компоненты, ответственные за данный эффект, следующие: флавоновые глюкозиды, включая кемпферол, кверцетин, изорамнетин, а также проантоцианидины. Эти соединения оказывают сильный ан тиоксидантный эффект и способны обезвреживать свободные радикалы, которые образуются при действии на организм многочисленных токсичных агентов, факторов внешней среды (магнитные бури, радиации, ультрафиолета, при стрессе и др).

Помимо этого, доказано, что препарат Гинк-го Билоба эффективно защищает липиды клеточных мембран от свободного радикального повреждения. Известно, что мозговые клетки имеют самое высокое содержание ненасыщенных жиров и подобное протекторное действие весьма благоприятно для центральной нервной системы, а также для предупреждения ускоренного старения.

Другим хорошо известным свойством Гинкго Билоба является способность увеличивать кровообращение в мозгу и конечностях. Многочисленные изучения показали, что этот препарат защищает артерии, вены и капилляры от повреждений, регулирует их тонус и эластичность. Более того, Гинкго Билоба способен непосредственно влиять на кровообращение путем снижения адгезивности тромбоцитов, защищать красные клетки крови от разрушения и поддерживать их дисперсность. За это ответственны терпены, наиболее важные из которых - гинкголиды (особенно гинкголид В) и билобалид (рис. 2.27). Именно они способствуют уменьшению вязкости крови и снижению повреждения ткани при воспалении.

Три гинкголида (А, В, С) показали способность тормозить связывание тромбоцитактивирующего фактора (ТАФ) с рецепторами различных клеток. ТАФ непосредственно вовлечен в воспалительные реакции, спазм бронхов, сокращение гладких мышц, скопление тромбоцитов, уменьшение коронарного кровообращения, увеличение проницаемости сосудов и освобождение лизосомальных ферментов. Помимо этого, указанные гинкголиды способны имитировать действие супероксиддисмутазы, снижая вероятность внутриклеточного окислительного стресса.