Proprietatile fizice ale aerului si influenta asupra organismului uman

Proprietatile fizice ale aerului si influenta asupra organismului uman

1. Clima

2. Aclimatizarea

3. Vremea

4. Electricitatea atmosferica

Parametrii fizici ai aerului sunt reprezentati de temperatura, umiditate, curenti de aer, radiatie calorica, presiune atmosferica, camp electromagnetic (terestru si aerian) si aeroioni.

In spatii limitate (incaperi cu destinatie socio-profesionala), parametrii fizici ai aerului determina microclimatul, iar in spatiile deschise -     clima si vremea.

1. Clima

Clima reprezinta totalitatea proprietatilor fizice ale aerului pe zone geografice intinse si perioade de timp indelungate (uzual considerate de 30 de ani). Este catacterizata printr-o foarte mare stabilitate a factorilor meteorologici (regim de insorire, temperatura, precipitatii, regim eolian).

Factorii principali care determina caracteristicile climatice sunt radiatiile solare si particularitatile termodinamice ale suprafetelor terestre asupra carora actioneaza (forme de relief, tipuri de sol, suprafete de apa, vegetatie s.a.).

In functie la latitudine, se disting urmatoarele tipuri de clima: clima tropicala, clima temperata si clima polara.

Clima tropicala se intinde de o parte si de alta a Ecuatorului, pana la 25⁰ latitudine nordica, respectiv sudica. Se caracterizeaza printr-o insorire foarte accentuata, ceea ce determina prezenta unor temperaturi ridicate tot timpul anului.

Datorita expunerii indelungate la intensele radiatii solare, morbiditatea colectivitatilor umane rezidente in aceste zone se caracterizeaza printr-o incidenta crescuta a bolilor relationale cu radiatiile ultraviolete: cataracta si melanom malign.

Conditiile de mediu sunt propice dezvoltarii vectorilor (atropode si rozatoare), ceea ce favorizeaza raspandirea bolilor infecto-contagioase si parazitare (ciuma, holera, dizenteria amoebiana si bacilara, filarioza, malaria, leishmanioza, schistosomiaza, denga, tripanosomiaza s.a.).

Predominanta in alimentatie a produselor vegetale naturale, la majoritatea populatiei din zonele tropicale, determina o mai buna stare de sanatate a aparatului buco-dento-maxilar, comparativ cu alte zone climatice.

Clima temperata, cuprinsa intre 25⁰ si 65⁰ latitudine, se caracterizeaza prin existenta anotimpurilor, care influenteaza ciclurile de dezvoltare a culturilor si starea de sanatate a comunitatilor umane.

In aceste zone predomina patologia conditionata de industrializare si urbanizare, de modificarea stilului de viata (stress, sedentarism) si a comportamentului alimentar (predominanta alimentelor rafinate obtinute prin procedee industriale care reduc functia masticatorie): bolile cardio-vasculare, neoplazice, cronice degenerative, anomaliile buco-dento-maxilare si cariile dentare.

Clima polara, caracterizata prin temperaturi scazute tot timpul anului, se intinde de la 65⁰ pana la 90⁰ latitudine nordica si sudica. Este improprie dezvoltarii colectivitatilor umane, agriculturii sau cresterii animalelor. In teritoriile situate in asemenea zone climatice, densitatea populatiei si durata medie de viata sunt reduse.

Se constata frecventa mare a bolilor psihice prin interactiunea carentei de radiatii solare in lunga noapte polara cu dificultatile pentru asigurarea mijloacelor de subzistenta si conditiile de izolare.

Datorita alimentatiei bazate aproape in exclusivitate pe produse marine (peste), rahitismul si bolile aparatului buco-dento-maxilar sunt mai rare.

In functie de formele de relief, se disting clima montana, clima de deal si clima de stepa.

Clima montana sau alpina, intalnita la inaltimi mai mari de 1 000 m, prezinta oscilatii mari si rapide ale caracteristicilor vremii, o bogatie de radiatii solare si o ionizare atmosferica cu predominanta aeroionilor mici negativi.

Are actiune excitanta asupra aparatului respirator si cardio-vascular, asupra sistemului endocrin si nervos si asupra unor metabolisme: creste volumul respirator, frecventa cardiaca, tensiunea arteriala, colesterolemia, calcemia si fosfatemia, cu scaderea potasemiei sangvine.

Este un climat solicitant, contraindicat bolnavilor si convalescentilor.

Clima subalpina (de deal sau de colina) are caractere intermediare, cu predominanta caracterelor montane sau de ses induse de formele de relief. Influenteaza benefic functiile fiziologice, sistemul endocrin (tiroida) si metabolismul mineral (dar in relatie cu gradul de mineralizare a surselor de apa).

Este un climat de crutare, cu efecte regeneratoare, recomandat in starile de convalescenta sau pentru odihna.

Clima de stepa este excitanta datorita variatiilor mari diurne si indeosebi sezoniere ale temperaturii. Actiunea excitanta este amplificata de vanturile puternice, la care se adauga variatiile extreme ale umiditatii atmosferice.

Solicita aparatul cardiovascular, dar mai ales sistemul nervos, pentru care poate deveni chiar obositoare.

In functie de prezenta unor mari suprafete de apa se disting clima marina si clima continentala.

Clima marina sau oceanica este o clima mixta, care cuprinde elemente moderatoare (presiune atmosferica relativ constanta, variatii diurne ale temperaturii de mica amplitudine, umiditate relativ crescuta) si excitante (radiatia solara intensa, regimul eolian, aerosolii salini bogati in iod).

Exercita o actiune stimulatoare asupra metabolismului in general, si asupra metabolismului fosfocalcic in special, asupra hematopoezei si a respiratiei.

Climatul de litoral este rezultanta asocierii variate, in functie de formele de relief prezente in teritoriu, a caracteristicilor climatice marine cu cele de stepa.

Clima continentala este o clima excesiva, care accentueaza caracterul sezonier al oscilatiilor factorilor meteorologici, caracterizata prin reducerea umiditatii atmosferice, intensificarea vanturilor, existenta anotimpurilor cu oscilatii extreme ale temperaturii (geruri mari iarna, respectiv lungi perioade caniculare vara).

In general este o clima intens solicitanta, mai ales pentru persoanele cu afectiuni cardio-respiratorii sau pentru varstnici.

Aclimatizarea

Parametrii climatici, prin proprietatile parametrilor fizici, reprezinta o diversitate de stimuli, care pot induce la nivelul organismului uman modalitati de raspuns de tip adaptativ, benefice pentru starea de sanatate, sau de tip disadaptativ, potential nocive.

Aclimatizarea reprezinta ansamblul modificarilor adaptative functionale si organice care se produc in organismul uman la trecerea dintr-un climat intr-altul.

Aclimatizarea la cald este variabila ca durata, fiind in medie 2-3 saptamani la persoanele adulte sanatoase. La adolescenti perioada necesara realizarii fenomenelor adaptative poate dura de la cateva luni pana la un an. Se realizeaza mult mai greu, sau chiar deloc, la persoanele cu boli cardiovasculare, renale, tulburari endocrine sau la obezi.

Procesul de aclimatizare la cald se desfasoara in doua etape:

initial, pentru amplificarea eficientei mecanismelor de termoliza, creste foarte mult volumul transpiratiei, prin care se elimina cantitati semnificative de clor, sodiu si apa. In acelasi timp creste temperatura centrala si periferica, care depasesc valorile normale (36,4-37⁰ C temperatura centrala, repectiv 31,5-33,5⁰ C temperatura fruntii). Aparatul cardio-respirator reactioneaza prin tahicardie si tahipnee.

In aceasta etapa, mecanismele implicate pentru mentinerea homeotermiei sunt dezavantajoase pentru balanta hidro-electrolitica a organismului (datorita depletiei hidrosaline), pe de o parte, iar pe de alta parte, solicita excesiv aparatul cardiovascular.

ulterior, la instalarea adaptarii, sudoratia se reduce prin diminuarea componentei care nu se evapora (componenta ineficienta pentru termoliza), concomitent cu diminuarea pierderilor hidro-electrolitice. Temperatura centrala se apropie de valoarea normala, iar frecventa cardiaca scade remarcabil.

Expunerea persoanelor neadaptate sau cu disfunctionalitati adaptative la temperaturi ambientale ridicate, care depasesc 38⁰ C, poate genera tulburari de adaptare la cald, reprezentate de miliaria rosie, crampe calorice, soc termic sau colaps termic.

Miliara rosie (miliaria rubra) este manifestarea locala datorata disfunctiei glandelor sudoripare cu obstructia canalelor excretoare. Se manifesta prin eruptii maculo-papuloase, de culoare rosie, foarte pruriginoase.

Nu are tratament specific, singura masura fiind suprimarea expunerii la climatul cald excesiv.

Crampele calorice (tetania calorica) sunt consecinta tulburarilor hidro-electrolitice (depletia excesiva a sodiului, mai rar a potasiului sau a magneziului) prin sudoratia intena.

Prestarea unui efort fizic constituie un element favorizant in aparitia brusca a crizelor care afecteaza initial musculatura extremitatilor. Apar contractii musculare spastice intermitente, foarte dureroase, cu impotenta functionala a membrelor afectate. Localizarea crampelor doar la muschii abdominali poate simula abdomenul acut.

Criza de tetanie calorica este insotita de transpiratii accentuate, sete intensa, cefalee si oboseala. Examinarile paraclinice evidentiaza hemoconcentratie, hipocloremie si hipocalcemie.

Tratamentul consta in evacuarea din ambianta calda si administrarea de lichide sau alimente sarate (uzual apa carbogazoasa cu 0,1% clorura de sodiu). In situatii exceptionale, se administreaza clorura de sodiu 0,9% i.v.

Colapsul caloric si socul termic

Expunerea prelungita, de peste 2-3 saptamani, la temperaturi ambientale ridicate si transpiratiile abundente, mai ales daca sunt insotite de varsaturi sau diaree, produc deshidratarea organismului, pierderi hidro-electrolitice (in special sodiu, potasiu, magneziu) si hipovolemie.

Umiditatea atmosferica crescuta, diminuand termoliza prin evaporarea transpiratiei, si efortul fizic prelungit, prin amplificarea termogenezei, favorizeaza instalarea colapsului caloric, respectiv a socului termic.

Varsta inaintata, obezitatea, alcoolismul, debilitatea sau unele medicamente (anticolinergice, antihistaminice, fenotiazine, psihotrope) reprezinta factori favorizanti.

Colapsul caloric are drept cauza dezechilibrele hidro-saline. Se manifesta prin tegumente reci si transpirate, temperatura cutanata usor crescuta, senzatie de frig, paloare, tahipnee superficiala, puls slab, hipotensiune arteriala.

Conduita terapeutica in formele uzuale: asezarea bolnavului in clinostatism cu capul in pozitie decliva si reechilibrare hidroelectrolitica.

}ocul termic se datoreaza dereglarii marcate a centrilor termoreglatori hipotalamici, cu abolirea termolizei. Pacientul are tegumentele calde si uscate, hipertermie (peste 42⁰ C), este dezorientat si disartric. Relativ repede pot apare convulsii si delir, care evolueaza catre coma si deces.

Tratamentul, de maxima urgenta, prevede reducerea rapida a temperaturii corporale (bai in apa cu gheata sau impachetari reci), oxigenoterapie, hemisuccinat de hidrocortizon, perfuzii cu solutii saline si analeptice cardio-respiratorii. Spitalizarea este obligatorie.

Expunerea organismului uman la conditiile de climat rece nu induce instalarea unor modificari adaptative functionale stabile, ca atare nu se poate vorbi de o aclimatizare in sensul strict al cuvantului. Exista doar o adaptare comportamentala printr-o vestimentatie adecvata (pentru reducerea pierderilor de caldura) si alimentatie hipercalorica (prin cresterea aportului de lipide).

Actiunea climatului rece asupra organismului uman poate determina degeraturi, angionevroze, nevrite de facial si trigernen, cresterea incidentei bolilor a frigore (respiratorii, osteo-articulare, neurologice, infectioase) si a riscului de accidente (datorita reducerii dexteritatii mainilor).

O situatie particulara este hipotermia prin imersie, intalnita in cazul scufundarii corpului in apa rece. Are loc transferul de caldura catre mediul hidric, cu scaderea rapida a temperaturii centrale si periferice. Cand temperatura centrala scade sub 28⁰ C, survine decesul prin stop cardiac sau fibrilatie ventriculara.

3. Vremea

Vremea este reprezentata de caracterele factorilor meteorologici dintr-o perioada scurta de timp. Prezinta o mare variabilitate, datorita deplasarii permanente a maselor de aer cu caractere meteorologice diferite.

Masele de aer sunt alcatuite din cantitati mari de aer cu aceleasi proprietati fizice (temperatura, umiditate, presiune atmosferica) si chimice, relativ constante.

In principal se descriu mase de aer cald (de obicei de origine tropicala, care se deplaseaza spre zonele mai reci) si mase de aer rece (care se formeaza in zona polara si au tendinta de deplasare spre zonele mai calde).

In functie de suprafata terestra (continentala sau maritima) deasupra careia se deplaseaza, se disting mase de aer continental (mai uscat si mai impurificat) si mase de aer maritim (mai umed si mai curat).

In zona de intalnire dintre doua mase de aer se realizeaza frontul atmosferic, caracterizat prin schimbari bruste ale proprietatilor fizice ale aerului. Acestea actioneaza asupra receptorilor periferici care transmit informatia la sistemul nervos central. Prin intermediul diencefalului, sunt influentate sistemul nervos vegetativ si endocrin, rezultand reactii fiziologice de adaptare.

La persoanele cu labilitate neuro-vegetativa sau endocrina, modificarile adaptative sunt de intensitate mai mare, fenomen denumit meteorosensibilitate. Se manifestata prin cefalee, iritabilitate sau somnolenta, modificarea capacitatii de performare, in special neuro-psihica.

Prin intermediul sistemului nervos vegetativ, fronturile atmosferice reci induc simpaticotonie, iar cele calde - vagotonie, producand exacerbarea bolilor meteorotrope (ulcer gastro-duodenal, boli cardio-vasculare, afectiuni reumatismale si respiratorii cronice).

Electricitatea atmosferica

Electricitatea atmosferica este determinata de ionizarea aerului (aeroionizarea), conductivitatea electrica si campul electric.

Aeroionizarea reprezinta prezenta in aer, intr-un loc si la un moment dat, a unui anumit numar de particule cu sarcina electrica (ioni).

Numarul aeroionilor variaza in functie de intensitatea agentilor ionizanti (radiatii terestre, cosmice si solare) precum si de unele fenomene meteorologice (precipitatii, furtuni).

In functie de dimensiuni si mobilitate, aeroionii se impart in mici si mari.

Aeroionii mici - rapizi sau normali - sunt formati din molecule ionizate (cu sarcina electrica negativa sau pozitiva) cu mare mobilitate, aproximativ 1-2 cm/s. In general, aeroionii negativi au o mobilitate mai mare decat cei pozitivi.

Aeroionii mici sunt prezenti in aerul curat, nepoluat, iar numarul lor, in apropierea solului, variaza intre 50-1 500/cm³ de aer. In aer, existenta lor este relativ redusa (aproximativ 50 secunde deasupra solului, pana la 250 secunde deasupra suprafetelor acvatice), disparand prin combinarea cu ionii mari cu sarcina electrica de sens contrar sau prin fixarea pe nuclei de condensare.

Din punct de vedere cantitativ, aeroionii pozitivi sunt mai numerosi decat cei negativi, raportul dintre ei fiind de 1,2.

Aeroionii mari - grei sau lenti - se formeaza prin fixarea ionilor mici pe nuclei de condensare. Mobilitatea lor este foarte mica (in medie, sunt de peste 1 000 de ori mai lenti decat cei mici).

Acesti aeroioni sunt prezenti mai ales in atmosfera comunitatilor umane si in zone poluate, unde nucleii de condensare se gasesc in cantitate mai mare. Numarul aeroionilor pozitivi, in apropierea solului, variaza intre 200-800/cm3 (dar poate fi mult mai mare in atmosfera intens poluata), scazand cu altitudinea.

In functie de sarcina electrica, in cazul ionilor mari, raportul pozitiv/negativ este unitar.

Principalele surse de ionizare a aerului sunt:

aeroionii pozitivi naturali sunt generati aproape in totalitate de radioactivitatea terestra sau cosmica. Elementele radioactive din structura scoartei terestre, prin radiatiile alfa, betta sau gamma emise, produc, in stratul de aer din imediata vecinatate a solului, intre 50 000 si 500 000 perechi de aeroioni la fiecare dezintegrare, ceea ce reprezinta aproximativ 40 procente din totalul aeroionilor pozitivi. Alte 40 procente au ca origine radonul din aer, in medie aproape 250 000 perechi de ioni pentru fiecare atom de radon dezintegrat, iar radiatiile cosmice, prin efectul ionizant al protonilor cu mare energie, genereaza restul de 20 procente.

In general, viata aeroionilor pozitivi este foarte scurta - cel mult 30 secunde in aerul interior, respectiv cateva minute in atmosfera libera.

aeroionii negativi naturali rezulta in principal ca urmare a ionizarii produse de radionuclizii din apa sau din evaporarea acestora.

Surse de mai mica importanta, cu caracter accidental, care genereaza in aceeasi masura aeroioni pozitivi si negativi, sunt descarcarile electrice din timpul furtunilor, obiectele incalzite pana la incandescenta sau incendiile din natura.

Astfel, pe vreme frumoasa, concentratia aeroionilor negativi este de 200 - 800/cm³, iar a celor pozitivi intre 250 - 1 500/cm³. Cu cateva ore inainte de furtuna, creste remarcabil concentratia ionilor pozitivi din aer, care pot depasi 5 000/cm³, pentru ca in timpul furtunii sa creasca concentratia aeroionilor negativi (pana la cateva mii/cm³), concomitent cu diminuarea celor pozitivi (sub 500/cm³).

Cele mai mari concentratii de aeroioni negativi se intalnesc in zone cu atmosfera curata, nepoluata:

in apropierea cascadelor - circa 50 000/cm³;

in zonele montane - circa 5 000/cm³;

in paduri - 1 000-2 000/cm³;

in zonele rurale - pana la 1 500/cm³.

In zonele poluate, se reduce concentratia aeroionilor negativi prin adsorbtia acestora pe particule poluante, ajungand la aproximativ 100/cm³ in atmosfera urbana. Ca urmare, predomina aeroionii pozitivi, astfel incat raportul aeroioni pozitivi/aeroioni negativi (1,1-1,2 in atmosfera curata) poate atinge valori cuprinse intre 2 si 4.

Asupra organismului uman, aeroionii negativi exercita o actiune benefica prin:

stimularea metabolismului vitaminelor hidrosolubile;

reducerea nivelului sanguin al serotoninei;

stimularea secretiei de hormoni glucocorticoizi;

activarea tiroidei, ovarului si testiculului;

cresterea secretiei lactate;

efect relaxant, antianxios;

reducerea iritabilitatii;

stimularea atentiei si a memoriei;

cresterea pragului sensibilitatii dureroase;

normalizarea valorilor tensionale.

In contrast, aeroionii pozitivi genereaza efecte nefavorabile asupra starii de sanatate prin:

cresterea serotoninemiei;

stimularea secretiei de hormoni mineralocorticoizi;

inhibarea moderna a activitatii tiroidiene si ovariene;

iritabilitate;

scaderea atentiei si a memoriei;

diminuarea pragului sensibilitatii dureroase;

cresterea valorilor tensionale la hipertensivi.

Pe baza acestor considerente, se considera ca benefica pentru organismul uman existenta in aerul inspirat a maxim 400 aeroioni pozitivi, respecti minim 600 aeroioni negativi/cm³.