Bodziec i reakcja

Człowiek podlega nieustannie oddziaływaniu różnego rodzaju procesów i zjawisk, które zachodzą w atmosferze. Środowisko atmosferyczne (rys. 1) oddziałuje na organizm człowieka (skórę, drogi oddechowe, narządy oraz układ nerwowy) poprzez różnego rodzaju bodźce, których natężenie jest zmienne w czasie i przestrzeni. Do głównych grup bodźców zaliczyć należy: zespół bodźców fizycznych, chemicznych i biologicznych (tabela 1).

RDZTNSCFZNBWc

Grafika przedstawia elementy środowiska atmosferycznego wpływające na zdrowie człowieka. Postać stoi w środku grafiki, Wokół wymienione są elementy środowiska: promieniowanie nadfioletowe, widzialne i podczerwone, zanieczyszczenia powietrza takie jak gazy, aerozole, pyły oraz ciepło odczuwalne, na które składają się temperatura, wilgotności i wiatr.

Główne grupy bodźców oddziałujących na człowieka

1. fizyczne

• radiacyjne – promieniowanie słoneczne

• termiczno‑wilgotnościowe

• mechaniczne – wiatr i ciśnienie atmosferyczne

• elektryczne – jonizacja, prądy elektryczne, ładunki elektryczne chmur i opadów, burze

• akustyczne – hałas

2. fizyczno‑chemiczne

• zanieczyszczenia powietrza (naturalne i antropogeniczne)

3. biologiczne

• aeroplankton – bakterie, wirusy, pierwotniaki, grzyby, zarodniki roślin, pyłki kwiatowe; lotne substancje wydzielane przez rośliny (fitoncydy)

Nasilenie poszczególnych bodźców, zwłaszcza jeżeli dotyczy jednocześnie kilku z nich, wzmacnia odpowiedź organizmu człowieka, czyli jego reakcję. Dodatkowym wzmocnieniem może być np. wiatr o dużej prędkości, który wieje podczas mroźnego dnia, pogłębiając tym samym uczucie chłodu.

W zależności od intensywności bodźce mogą wpływać na człowieka pobudzająco, hartująco, ale także szkodliwie, powodując obciążenie lub przeciążenie organizmu. Grupą szczególnie narażoną na zmienne warunki atmosferyczne (zwłaszcza pogodowe) są meteoropacimeteoropata (meteopata)meteoropaci (inaczej meteopaci). Meteoropatia polega na nadwrażliwości reakcji organizmu na bodźce środowiska atmosferycznego, w tym zwłaszcza na nagłe zmiany pogody. O meteoropatii, chociaż nie jest ona jednostką chorobową, mówi się coraz częściej jako o „chorobie cywilizacyjnej” dotykającej zwłaszcza mieszkańców miast, którzy wiele czasu spędzają w mikroklimaciemikroklimatmikroklimacie biurowców. Może mieć podłoże genetyczne lub zostać nabyta jako konsekwencja przebytych chorób, starzenia się organizmu, być warunkowana przez wiek, płeć oraz tryb życia. Należy podkreślić, że bodźce pochodzące ze środowiska atmosferycznego nie wywołują chorób, jedynie mogą wyzwalać subiektywne dolegliwości u ludzi zdrowych oraz nasilać objawy chorobowe u ludzi chorych (rys. 2). Reakcje organizmu pojawiają się ze znacznym wyprzedzeniem w stosunku do zmian zachodzących w atmosferze. Przyczyną może być duża wrażliwość na zmiany pola elektrycznego atmosfery, które poprzedzają nadejście frontu. W skrajnych sytuacjach tego typu przeczuwanie nadciągających zmian może występować nawet 48 godz. przed ich nadejściem.

RP0zqYBJswEsN

Na schemacie literą N i izobarami zaznaczono układ niskiego ciśnienia. Wymieniono dolegliwości chorobowe związane z niżem. Przy niebieskiej linii oznaczającej front chłodny zapisano: kolka, astma, artretyzm, reumatyzm, dusznica bolesna, nadciśnienie. Przy czerwonej linii oznaczającej front ciepły wymieniono niedociśnienie, zakrzepy, zatory, zawał serca, osłabienie koncentracji, depresję i ból głowy.

Wpływ wybranych warunków pogodowych na zdrowie człowieka

Promieniowanie UV a bezpieczne opalanie

Promieniowanie słoneczne jest jednym z bodźców fizycznych o największym znaczeniu dla zdrowia człowieka. To dzięki niemu nasz organizm przekształca zgromadzony cholesterol w witaminę DIndeks dolny 3₃, wpływa ono na odporność organizmu na zakażenia, pobudza układ hormonalny i wiele innych. Promieniowanie słoneczne dzielimy na trzy zakresy długości (widma):

• promieniowanie nadfioletowe (UV‑C 0,200–0,280 μmum, UV‑B 0,281–0,315 μmum, UV‑A 0,316–0,400 μmum),

• widzialne (0,401–0,780 μmum),

• podczerwone (>0,780 μmum).

Każde z nich w inny sposób wpływa na organizm człowieka (tabela 2).

Tab. 2. Działanie biologiczne promieniowania o różnych zakresach długości fal

Indeks górny Na podstawie: Tabela 2.2.2. T. Kozłowska‑Szczęsna, Wpływ środowiska atmosferycznego na zdrowie i samopoczucie człowieka, PAN IGiPZ, Warszawa 2004. Indeks górny koniec^{Na podstawie: Tabela 2.2.2. T. Kozłowska‑Szczęsna, Wpływ środowiska atmosferycznego na zdrowie i samopoczucie człowieka, PAN IGiPZ, Warszawa 2004.}

Czas bezpiecznego zażywania kąpieli słonecznych (przebywania „na słońcu”) uzależniony jest zwłaszcza od trzech czynników: fototypu skóry, aktualnego indeksu UV (UVI – UV Index) oraz stosowania filtrów przeciwsłonecznych (SPF – sun protective factor).

Fototyp skóry

Kolor skóry, ze względu na reakcje na promieniowanie UV‑B, podzielony został na sześć typów (rys. 3). Dla umiarkowanych szerokości geograficznych najczęściej spotykane fototypy skóry populacji europejskiej to: I, II, III i IV. Reakcje na działanie promieniowania UV‑B przedstawione zostały w tabeli 3.

RQ5NbaXomRmDn

Grafika przedstawia różne fototypy skóry. Górna część ilustracji to zdjęcie, na którym widać przedramiona kilkorga osób, ułożone jedno obok drugiego i przedstawiające fototypy skóry od najjasniejszego do najciemniejszego. Poniżej na ilustracji znajdują się kolorowe pola odpowiadające odcieniom skóry, a pod każdym z pól zapisano cyfrę rzymską. Najjaśniejszemu odcieniowi odpowiada cyfra jeden, a najciemniejszemu cyfra sześć.

Tab. 3. Cechy charakterystyczne i reakcje na światło słoneczne różnych fototypów skóry

RUN1SxbVTfEXr

Ilustracja zawiera tabelę, w której zawarto cechy charakterystyczne i reakcje na światło słoneczne różnych fototypów skóry. Typ pierwszy - blada biała skóra, często piegi, niebieskie, zielone lub piwne oczy, włosy blond lub rude,; zawsze ulega poparzeniom, trudno się opala. Typ drugi balda skóra, niebieskie lub zielone oczy, łatwo ulega oparzeniom, trudno się opala. Typ trzeci ciemniejsza biała skóra, opala się po początkowym oparzeniu. Typ czwarty jasna brązowa skóra, oparzenia minimalne, opala się łatwo. Typ piąty brązowa skóra, rzadko ulega oparzeniom, łatwo i mocno się opala. Typ szósty ciemnobrązowa lub czarna skóra, nigdy nie ulega oparzeniom, zawsze mocno się opala .

Indeks UVI

Coraz częściej w prognozach pogody (zwłaszcza w sezonie letnim) można znaleźć informacje o indeksie UV. Stanowi on miarę aktualnego natężenia promieniowania UV powodującego powstawanie rumienia (występowanie poparzeń słonecznych), z uwzględnieniem m.in. pory roku i dnia, położenia geograficznego, wysokości n.p.m., zawartości ozonu czy zachmurzenia. Indeks ma 11 stopniową skalę (rys. 4).

RzUIJK9kWF0sa

Ilustracja przedstawia skalę natężenia promieniowania UV i zalecany poziom ochrony. Od 1 do 2 to poziom niski - tu brak jest zalecanego poziomu ochrony. Można bezpiecznie przebywać na zewnątrz. Od 3 do 5 di umiarkowany indeks UV, a od 6 do 7 - wysoki. Oba poziomy mają zalecaną ochronę - należy szukać cienia w godzinach popołudniowych, założyć koszulę, nakrycie głowy i okulary przeciwsłoneczne oraz posmarować się kremem z filtrem. Od 8 do 10 to wysoki UV indeks, a od 11 - ekstremalny. Na tych poziomach zalecana jest wysoka ochrona - należy unikać przebywania na zewnątrz w godzinach popołudniowych, szukać cienia, koniecznie nosić koszulę, nakrycie głowy i używać kremu z filtrem,

Filtry przeciwsłoneczne

Popularne kremy z filtrem działają na dwa sposoby: filtry chemiczne – pochłaniają energię promieniowania, filtry fizyczne – działają jak lustro, odbijają promieniowanie. Na opakowaniach kremów producenci zamieszczają informację o tzw. faktorze ochronnym (SPF). Im wyższa wartość, tym dłużej można przebywać na słońcu bez obaw o poparzenie słoneczne (rumień). Aby dowiedzieć się, przez jaki czas można bezpiecznie zażywać kąpieli słonecznych, należy pomnożyć bezpieczny czas przebywania na słońcu przez wartość filtra (tabela 4).

Tab. 4. Bezpieczny czas przebywania na słońcu w zależności od fototypu skóry i zastosowanego filtra UV przy wartości indeksu UV = 8 (częstego w Polsce w okresie letnim)

Indeks górny * Stosując filtr, należy pamiętać o jego regularnym, dokładnym i obfitym nakładaniu (co ok. 2 h), po każdej kąpieli i wysiłku.
Źródło: A. Czerwińska, J. Guzikowski, Scenariusz lekcji Promieniowanie ultrafioletowe – czy zawsze jest wrogiem?, materiały opracowane w ramach projektu ERiS; Tabela 2.2.3. T. Kozłowska‑Szczęsna, Wpływ środowiska atmosferycznego na zdrowie i samopoczucie człowieka, PAN IGiPZ, Warszawa 2004. Indeks górny koniec^{* Stosując filtr, należy pamiętać o jego regularnym, dokładnym i obfitym nakładaniu (co ok. 2 h), po każdej kąpieli i wysiłku.
Źródło: A. Czerwińska, J. Guzikowski, Scenariusz lekcji Promieniowanie ultrafioletowe – czy zawsze jest wrogiem?, materiały opracowane w ramach projektu ERiS; Tabela 2.2.3. T. Kozłowska‑Szczęsna, Wpływ środowiska atmosferycznego na zdrowie i samopoczucie człowieka, PAN IGiPZ, Warszawa 2004.}

Fronty atmosferyczne

Jedną z cech klimatu Polski jest duża zmienność warunków pogodowych, związana zwłaszcza z dużą liczbą dni z frontami atmosferycznymi (ok. 230). Zarówno fronty ciepłe, jak i chłodne wywierają wpływ na nastrój i zdrowie człowieka, przyczyniając się do nasilenia wybranych objawów chorobowych. Niemiecka Służba Pogody wyróżniła trzynaście typów pogody w Europie i odpowiadające im objawy chorobowe (tabela 5). Strefy oddziaływania wszystkich typów pogody przedstawiono na tle układu wysokiego i niskiego ciśnienia i powstałych frontów atmosferycznych (rys. 5).

R12gDNxH3GRLB

Ilustracja przedstawia schemat niżu i wyżu oraz występowania obszarów wywołujących różne objawy chorobowe. Niż oznaczono literą N, wyż literą W. Widoczne są izobary - linie łączące punkty o takim samym ciśnieniu atmosferycznym, przypominają okręgi od najmniejszego do największego, i różnych kształtów kolorowe pola oznaczające obszary wywołujące objawy chorobowe. Na kolorowych polach są różne cyfry, na przykład na polu zielonym jest cyfra 3 - na pograniczu wyżu i niżu, na fioletowym 8 - występuje nieco dalej od centrum niżu, na niebieskim 10 - jest na skraju niżu. Cyfry są od 1 do 12.

Tab. 5. Obiektywna klasyfikacja pogody wg Niemieckiej Służby Pogody oraz objawy chorobowe

RZlgiuzscxJCh

Tabela przedstawia obiektywną klasyfikację pogody według Niemieckiej Służby Pogody oraz objawy chorobowe. W tabeli są trzy kolumny. Pierwsza to numer typu, druga to sytuacja na poziomie izobarycznym 850 hektopaskali, trzecia kolumna to objawy chorobowe. Numer typu 1. centrum wyżu, brak inwersji termicznych. Niewielkie oddziaływanie meteorotropowe, obniżenie odporności na infekcje. Typ 2. centrum wyżu, inwersje termiczne. Niewielkie oddziaływanie meteorotropowe, obniżenie odporności na infekcje. Typ 3. ześlizgi powietrza na skraju wyżu. Zmniejszenie zdolności do pracy umysłowej, przejawy apatii i depresji, w funkcji układu krążenia przejawy wagotonii. Typ 4. Adwekcja ciepłego powietrza w przedniej części niżu. Zaostrzenie schorzeń odmiażdżycowych z tendencją do zawału serca i udaru mózgu, obniżenie odporności, zaburzenia snu, zmniejszenie zdolności do pracy fizycznej i umysłowej, wzrost wypadkowości, obniżone samopoczucie. Typ 5. ciepły wycinek niżu. Niewielki efekt meteorotropowy, głównie nerwicowy, skłonność do obniżenia ciśnienia tętniczego krwi. Typ 6. centrum niżu. Zaostrzenie objawów depresji neurotycznej, niewydolność krążenie oraz objawy gośćcowe. Typ 7. adwekcja zimnego powietrza w tylnej części niżu. Zaostrzenie objawów gośćcowych i choroby niedokrwiennej serca, zaburzenie funkcji trawiennej. Typ 8. strefa frontu zafalowanego. Sytuacja zdrowotnie korzystna, czasem zaostrzenie objawów gośćcowych. Typ 9. wschodni strumień powietrza. Sytuacja zdrowotnie korzystna. Typ 10. obojętna sytuacja baryczna. Złe samopoczucie, tendencja do wzrostu ciśnienia tętniczego, migrena. Typ 11. zimny wyż. Złe samopoczucie, tendencja do zaostrzenia objawów choroby niedokrwiennej serca. Typ 12. ciepły wycinek wyżu. Brak wyraźnego oddziaływania meteorotropowego. Typ 13. bruzda cyklonalna górna. Złe samopoczucie, zaostrzenie objawów nadciśnienia tętniczego i chorób nerek.

Mikroklimat

Wincenty Okołowicz, polski geograf i klimatolog, w książce Klimatologia ogólna, mówiąc o klimacie, zwrócił uwagę, że nie jest on niczym abstrakcyjnym, że jest zawsze zlokalizowany, tzn. odnosi się do konkretnego miejsca, obszaru czy przestrzeni. Ze względu na rozmiary (zasięgi) wspomnianych miejsc, obszarów i przestrzeni przyjmuje się różne skale służące do opisu poszczególnych klimatów. Pod pojęciem mikroklimatu należy rozumieć klimat małej (niekiedy najmniejszej) skali, tzn. panujący w niewielkiej przestrzeni, tak jak np. mikroklimat korony drzewa, podwórza, sali lekcyjnej, wnętrza domu itd. Ponieważ poszczególne jednostki taksonomiczne klimatów nie mają jasno zarysowanych granic, niekiedy mówiąc o mikroklimacie, można mieć na myśli także większe obiekty jak np. las, miasto czy pole uprawne. Ze względu na zasięg mikroklimat jest wewnętrznie silnie jednorodny i jednocześnie wyraźnie odróżniający się od terenów położonych w pobliżu. Może przejawiać się małą lub dużą zmiennością, w zależności od specyfiki (np. dla pola uprawnego innymi cechami będzie odznaczał się mikroklimat przed i po zbiorach).

Wpływ zbiorowisk roślinnych na mikroklimat

Do grupy bodźców biologicznych, które wpływają na zdrowie człowieka, należy zaliczyć właściwości terapeutyczne szaty roślinnej. Rośliny wydzielają lotne substancje (tzw. fitoncydy), które powstają m.in. jako produkty przemiany materii. Do tej grupy zalicza się m.in. olejki aromatyczne czy terpeny. Te drugie służą roślinom np. do wabienia lub odstraszania innych organizmów. Wiele lotnych związków charakteryzuje się działaniem bakteriobójczym i grzybobójczym. Do roślin, które wydzielają substancje o takich właściwościach, zalicza się m.in. jałowiec, czosnek, chrzan czy też drzewa iglaste (np. sosnę, świerk, modrzew). Mikroklimaty poszczególnych zbiorowisk roślinnych wpływają zarówno pozytywnie, jak i negatywnie na zdrowie człowieka (tabela 6).

Tab. 6 Wpływ wybranych zbiorowisk roślinnych na samopoczucie i zdrowie człowieka

Rn570pGXaYQtU

Tabela przedstawiająca wpływ wybranych zbiorowisk roślinnych na samopoczucie i zdrowie człowieka. Oddziaływanie rozszerzające naczynia krwionośne - pozytywne w przypadku boru suchego i świeżego, mieszanego sosnowego, neutralne odziaływanie w przypadku boru mieszanego świerkowego, łęgu wierzbowo‑topolowego, murawy kserotermicznej i łąki rajgrasowej, a negatywne w przypadku dąbrowy świetlistej, kwaśnej, grądu typowego, buczyny trawiastej, łęgu wiązowo‑jesionowego. Oddziaływanie uspokajające: bór suchy, świeży, mieszany; negatywne - dąbrowa świetlista i kwaśna, grąd typowy, buczyna trawiasta, łęgi, murawy; neutralne w przypadku łąki rajgrasowej. Oddziaływanie obniżające ciśnienie krwi: pozytywne - bór suchy, świeży i świerkowy; negatywne: dąbrowa świetlista i kwaśna, grąd, buczyna, łęg wiązowo‑jesionowy; neutralne: bór sosnowy, łęg wierzbowo‑topolowy, murawy i łąka rajgrasowa. Oddziaływanie przeciwastmatyczne: pozytywne – bory, negatywne – buczyna trawiasta, łęg wiązowo‑jesionowy, pozostałe neutralne. Oddziaływanie przeciwgruźlicze: pozytywne – bory, dąbrowa świetlista, grąd typowy, murawy kserotermiczne, negatywne – dąbrowa kwaśna, łęg wiązowo‑jesionowy, pozostałe neutralne. Oddziaływanie przeciwbronchitowe: negatywne – buczyna trawiasta, łęg wiązowo‑jesionowy, neutralne – dąbrowa kwaśna, łęg wierzbowo‑topolowy, łąka rajgrasowa, pozostałe pozytywne. Oddziaływanie odkażające: pozytywne – niemal wszystkie, oprócz łąki rajgrasowej. Oddziaływanie wzmagające odporność: pozytywne w przypadku wszystkich typów zbiorowisk. Oddziaływanie pobudzające czynności psychiczne: negatywne – bór suchy i świeży, neutralne – bory mieszane sosnowe i świerkowe, pozostałe zbiorowiska pozytywne. Oddziaływanie pobudzające: negatywne – bór suchy, świeży i świerkowy, neutralne – bór mieszany sosnowy, łąka rajgrasowa. Pozostałe zbiorowiska pozytywne. Oddziaływanie podwyższające ciśnienie krwi: negatywne – bór suchy i świeży, neutralne – bór mieszany sosnowy i świerkowy, łęg wierzbowo‑topolowy, murawy kserotermiczne, łąka rajgrasowa, pozostałe zbiorowiska pozytywne. Oddziaływanie kurczące naczynia krwionośne – takie same wpływy jak przy podwyższaniu ciśnienia krwi.

W mieście

Mikroklimat miasta w dużym stopniu kształtowany jest przez działalność antropogeniczną. Przeznaczając teren pod zabudowę, człowiek ingeruje w naturalny obieg energii, tworząc obszary emitujące znacznie większe ilości ciepła niż do tej pory (zob. temat Miejska wyspa ciepła). Emisje zanieczyszczeń modyfikują dopływ promieniowania, zmniejszając przezroczystość atmosfery i udział jego składowych w tworzeniu bilansu promieniowania. Budynki o różnej fakturze i kolorze wpływają na wielkość albedo, co istotnie może mieć wpływ na warunki poszczególnych rejonów (dzielnic) miast. Te wszystkie modyfikacje przyczyniają się do wzrostu częstotliwości i charakteru zjawisk ekstremalnych takich jak burze czy opady, a także występowania smogu. Mikroklimat miasta charakteryzuje się dużą uciążliwością, która potęgowana jest także przez bodźce akustyczne (hałas).

Słownik