Cu bucurie și entuziasm am tradus un studiu realizat in 2020 despre efectele activității solare asupra sănătății umane. Putem considera acest studiu o scurtă introducere în heliobiologie. Sunt realmente incântat, pentru că nu există multă literatură științifică menită să investigheze această temă crucială ce în sfârșit este abordată, cu o anumită timiditate, dar cu multă dedicație și profunzime. Și sunt surprins că am ajuns să fac traduceri din engleză. Realmente nu îmi imaginam că voi face asta vreodată. Însă fiindcă vreau să fac accesibile informații vitale despre relația noastră cu Soarele, mă simt onorat să traduc și să-mi lărgesc sfera ocupațiilor.

…

Un studiu realizat de Abdullrahman H Maghrabi (National Center for Aplied Physics, Saudi Arabia) si Marva A Maghrabi (IMSI University, Saudi Arabia). Sursa lui aici.

ABSTRACT

Heliobiologia este o nouă ramură a științei ce studiază influențele asupra sănătății umane cauzate de activitatea solară și investighează posibile mecanisme menite să explice asocierile raportate. În ultimele decenii, mulți cercetători au considerat că furtunile geomagnetice, razele cosmice și erupțiile solare pot fi periculoase pentru sănătatea umană. Ei au stabilit că acești indicatori de vreme spațială ar putea juca un rol în reglarea factorilor externi ai sănătății umane. Rezultatele heliobiologiei au convins oameni de știință din diferite domenii să acorde mai multa atenție acestui domeniu. În această scurtă lucrare, conceptele de activitate solară, vreme spațială și heliobiologie vor fi introduse și discutate pe scurt. Vor fi rezumate principalele constatări ale efectelor activității solare asupra sănătății umane.

CUVINTE CHEIE

Vreme spațială; Activitate solară; Heliobiologie; Sănătate umană.

INTRODUCERE

Soarele este principala sursă de energie pentru Pământ. Fără căldura și lumina lui, viața nu ar exista. Energia generată din interiorul soarelui prin fuziunea nucleară ajunge la noi sub formă de radiație electromagnetică, ce acoperă toate lungimile de undă de la razele gamma până la undele radio. Atmosfera Pământului absoarbe aproape toate razele gamma și razele X ale soarelui și o parte din radiația ultravioletă. La o locație geografică specifică, radiația solară este afectată de factori astronomici, cum ar fi anotimpul, ziua anului și condițiile meteorologice (de exemplu, temperatură, umiditate, nori și aerosoli) [1]. Pe lângă radiația electromagnetică, soarele expulzează o cantitate constantă de plasmă solară și câmpuri magnetice, cunoscute sub numele de vânturi solare. Pe orbita Pământului, vântul solar are o densitate de aproximativ 3 cm-3, o viteză medie de aproximativ 400 km/s și un câmp magnetic mediu de aproximativ 5 nT [2,3].

Soarele este o stea activă cu o variație periodică de 11 ani cunoscută sub numele de ciclu de activitate solară. În această perioadă, soarele trece prin modificări caracterizate de variații ale emisiei de radiații electromagnetice și particule încărcate datorită diferitelor grade de activitate. Fiecare ciclu este împărțit în trei faze: faza de creștere, cu o gamă tot mai mare de fenomene active; faza maximă, vârf al fenomenelor; și faza de scădere pe măsură ce acestea scad treptat până la niveluri de “liniste” ale soarelui. Deși activitatea solară reprezintă doar 1% din energia produsă de soare, ea exercită o influență semnificativă asupra Pământului și a mediului înconjurător [4,5]. În perioada de activitate solară, numărul petelor solare crește, iar impactul razelor cosmice galactice scad. În plus, sunt observate frecvent perturbații solare, cantități mari de radiații cu raze X și evenimente energetice (de exemplu, erupții solare, ejecții de masă coronală, evenimente de particule energetice solare și fluxuri de vânt solar de mare viteză) [6]. Aceste evenimente au ca rezultat o cantitate considerabilă de radiații; fluxuri de particule foarte energizate și fluxuri magnetice sunt eliberate în mediul interplanetar [2,5]. 

Atmosfera Pământului este înconjurată de un câmp magnetic, cunoscut sub numele de magnetosferă, ce ne protejează de particulele încărcate. Pământul și împrejurimile sale sunt foarte sensibile la modificările activității solare [7]. Atunci când apar evenimente solare, perturbări majore afectează magnetosfera Pământului, provocând furtuni geomagnetice și perturbări în atmosfera superioară (în principal ionosferă) ce pot fi considerate pericole potențiale pentru procesele terestre [8]. Soarele este principalul motor al “atmosferei” spațiale apropiate Pământului la toate scările spațiale și temporale. Scalele spațiale se extind din mediul interplanetar, magnetosferă și ionosferă. Scalele temporale variază de la 1 la 5 zile pentru propagarea vântului solar de la soare la pământ, în funcție de viteza structurii interplanetare impuse magnetosferei terestre, până la câteva ore pentru evenimentele caracterizate de particule energetice solare sau 8 minute pentru radiația electromagnetică. [2].

HELIOFIZICA

Vremea spațială (sau Heliofizica) este o ramură a fizicii spațiale ce descrie condițiile de pe soare, vântul solar, câmpurile magnetice interplanetare, magnetosfera și ionosfera. Odată cu progresul tehnologic specific secolului al XX-lea și din cauza perturbărilor cauzate de activitatea solară ce afectează performanța și fiabilitatea unor sisteme tehnologice ce servesc explorarea spațială, dar și activitatea terestra, interesul pentru vremea spațială a crescut și ea a devenit o ramură importantă a știință [9]. Efectele fenomenelor meteorologice spațiale sunt multe și variate. Ele implică defecțiuni electronice și de transmisie a energiei, întreruperi ale sistemelor de telecomunicații și navigație, pericole pentru astronauți, echipaje de aeronave și pasageri, întreruperi ale conductelor de petrol și gaze, perturbări ale traficului feroviar, lăsând urme și asupra sănătății umane [7,8,10-13].

Datele despre vremea spațială sunt colectate de la detectoare de la sol și sateliți operaționali. Datele de la stațiile de la nivelul solului includ date despre razele cosmice, numărul de pete solare, conținutul total de electroni și fluxul solar la frecvențe radio de 10,7 cm. Mai mult, furtunile magnetice și nivelul activității geomagnetice sunt înregistrate de magnetometre prin intermediul rețelei globale de observatoare a câmpului magnetic. Diferiți indici, cum ar fi Kp, Ap și Dst, au fost introduși pentru a reprezenta activitatea geomagnetică [5].

Pe de altă parte, mai mulți sateliți orbitali și geostaționari efectuează observații meteorologice din spațiu. Acestea includ satelitul Advanced Composition Explorer al NASA, ce a monitorizează parametrii vântului solar (viteză, densitate și temperatură) din 1997. În plus, satelitul de mediu operațional geostaționar măsoară fluxul de raze X solare de la erupțiile solare în două benzi de frecvență și înregistrează particule încărcate de la ejecțiile de masă coronală. Satelitul Deep Space Climate Observatory este un satelit meteorologic spațial ce a fost lansat în februarie 2015 pentru a anunța posibilele ejecțiile de masă coronală [5,8].

HELIOBIOLOGIA

Heliobiologia [13] (uneori denumită cosmobiologie, heliomedicină sau cosmobiologie clinică în literatura de specialitate) este o nouă ramură a științei ce se ocupă de influențele asupra sănătății umane cauzate de activitatea solară și investighează posibilele mecanisme menite sa explice asocierile raportate.

În ultimii 20 de ani, heliobiologia a devenit un subiect de interes ce a atras oameni de știință din discipline diverse. Au fost efectuate numeroase studii, iar dovezile sugerează că activitatea meteorologică spațială are o gamă largă de efecte adverse asupra sănătății umane, cum ar fi boli mintale, mortalitate cardiovasculară și boli ale sistemului neurologic [14-16]. Pe de altă parte, alte studii au raportat că nu există astfel de relații [15]. Deși s-au găsit contradicții între aceste studii, acest domeniu de cercetare a devenit din ce în ce mai important în actualul context al unei slăbiri consistente a câmpului magnetic al Pământului.

O problemă provocatoare (mai mult o problemă controversată) în heliobiologie este căutarea mecanismelor prin care diferite evenimente și procese ce caracterizează soarele pot avea efecte directe sau indirecte asupra sănătății și fiziologiei umane. Deși au fost propuse mai multe mecanisme posibile pentru a explica această legătură, există un scepticism larg răspândit cu privire la realitatea unor astfel de relații.

Unul dintre mecanismele propuse este efectul furtunilor geomagnetice asupra câmpurilor electrice și magnetice ale Pământului. Este bine stabilit că toate sistemele biologice de pe Pământ sunt expuse la câmpuri magnetice și electrice fluctuante externe și interne cu o gamă largă de frecvențe (0,1-10 Hz) [15,17-18]. Oscilațiile peste aceste frecvențe sunt apropiate de frecvența multor organe interne. Aceste oscilații, ce sunt activate de magnetosferă și ionosferă din cauza furtunilor geomagnetice cauzate de dinamica soarelui, pot acționa într-un mod rezonant asupra funcției organismelor vii la nivel celular într-o măsură mai mare sau mai mică. Dificultatea fundamentală atunci când se studiază efectul variațiilor naturale ale câmpului electric și magnetic asupra sănătății umane este faptul că intensitățile câmpului implicate sunt foarte mici. Atunci când mediul geomagnetic este perturbat, pare plauzibil că acest lucru ar putea avea fie un efect direct, fie indirect asupra fiziologiei umane [17-19].

Un alt mecanism posibil pentru a explica asocierea tulburărilor geomagnetice și a comportamentului uman (depresie) implică alterarea nivelurilor de melatonina din organism din cauza perturbațiilor geomagnetice [18, 20-21].

Efectele activităților meteorologice spațiale asupra sănătății umane au fost examinate calitativ și cantitativ folosind două măsuri cuantificabile: indicatorii direcți și indirecți. Indicatorii indirecți reprezintă date medicale pe termen lung, cum ar fi distribuția temporală a apelurilor de urgență și a internărilor în spital [15].

Relația dintre indicatorii indirecți și indicatorii de vreme spațială este de obicei investigată folosind două abordări statistice:

a) Analize de corelație și teste statistice asociate acestora între seriile temporale ale variabilelor meteorologice spațiale și datele medicale [15,22].

b) Variații ciclice pentru a investiga periodicitățile comune dintre datele medicale și datele meteorologice spațiale pe game largi de frecvențe folosind metode analitice adecvate (de exemplu, transformata Fourier – https://ro.wikipedia.org/wiki/Transformata_Fourier) [23].

c) Indicatorii direcți, pe de altă parte, includ toți parametrii fiziologici ce pot fi verificați și sunt dobândiți fie in vivo, direct de la subiect (de exemplu, variabilitatea ritmului cardiac, măsurătorile tensiunii arteriale, parametrii de microcirculație și timpul de reacție); sau in vitro prin diagnostice de laborator sau investigații tisulare.

REZULTATE ALE INVESTIGAȚIILOR HELIOBIOLOGIEI 

În ultimii 20 de ani, mai multe cercetări au prezentat rezultate ale investigării relațiilor dintre parametrii meteorologici spațiali și sănătatea umană. Unele dintre aceste rezultate sunt rezumate mai jos [13,15,24]:

a) Valorile ridicate ale activității geomagnetice au un efect negativ asupra sănătății cardiovasculare umane în cazul în care variabilitatea ritmului cardiac cunoaște fluctuații. [13,25].

b) Numărul incidentelor ce presupun modificări ale fluxului sanguin este crescut (creșterea tensiunii arteriale sistolice și diastolice și convulsii epileptice) în perioadele de activitate solară [24,26].

c) Incidența bolii coronariane și a infarctului miocardic creste în perioadele de activitate solară ridicată, comparativ cu anii cu activitate solară scăzută [13-15-16].

d) Variațiile abrupte sau bruște ale activității geomagnetice și solare pot acționa ca factori de stres, ce modifică procesele de reglare precum respirația, reproducerea și astfel poate creste numărul total de decese [13].

e) Mai multe studii susțin ideea că perturbațiile geomagnetice scad nivelurile de melatonină din corpul uman [20-21].

f) Există corelații pozitive între bolile sistemului neurologic (de exemplu, depresie și boli mintale) și activitatea geomagnetică [12-13,27-28].

g) Metabolismul standard și modelele de comportament ale oamenilor și ale altor specii sunt afectate de activitatea solară [13,29-30].

h) Perturbațiile solare sunt asociate cu creșteri semnificative ale internărilor în spital pentru tentative de sinucidere, omucideri și accidente de circulație [12,31].

i) Investigațiile din sângele pacienților testați au arătat că vâscozitatea sângelui în perioadele de activitate solară crește brusc, astfel încât riscul de a dezvolta boli morbide ale sistemului cardiovascular este crescut [32].

j) S-a stabilit o relație între activitatea solară și unele anomalii congenitale precum sindromul Down [33-34].

k) Fluctuațiile activității solare sunt asociate cu oscilații ale concentrațiilor de vitamina D [35].

l) Activitatea solară este legată de mulți parametri ai dezvoltării și homeostaziei nou-născutului, cum ar fi numărul de nașteri, numărul de nașteri premature, greutatea și lungimea nou-născutului și sindromuri asociate cu aberații cromozomiale și producția de hormoni [36-37].

m) Activitatea solară poate contribui la acutizarea tulburărilor nervoase și mentale, cum ar fi schizofrenia, boala Alzheimer și scleroza multiplă [38].

CONCLUZIE

Rezultatele investigațiilor din sfera heliobiologiei efectuate în ultimii 20 de ani au raportat dovezi ce sugerează că activitatea solară are influențe directe sau indirecte asupra sănătății umane. Deși există speculații cu privire la realitatea unor astfel de relații, rezultatele au atras comunitatea științifică către heliobiologie și au încurajat-o să efectueze mai multe cercetări în acest domeniu și să caute mecanisme menite să explice astfel de relații. Pentru a se obține mai multe concluzii în domeniul heliobiologiei, sunt necesare mai multe investigații și date medicale din diferite locuri din lume. În acest sens, un proiect la scară națională condus de primul autor al acestei lucrări a fost propus și înaintat Ministerului Sănătății și altor organizații de cercetare din Arabia Saudită. Scopul principal al acestui proiect este de a investiga efectele parametrilor activității solare asupra tulburărilor fiziologice și mentale și a altor parametri legați de starea sănătății umane în Arabia Saudită.

Referințe

1. Maghrabi A (2017) The influence of dust storms on solar radiation data, aerosol properties and meteorological variables in Central Arabian Peninsula. Int J Environ Sci Technol 14: 1643-1650.
2. Sakurai K (1987) Cosmic rays and energetic particles in the heliosphere. In: Akasofu SI, Kamide Y (Eds.), The solar wind and the earth. Terra Scientific Publishing Company.
3. Zenchenko T (2011) Solar wind density variations and the development of heliobiological effects during magnetic storms. Atmos Oceanic Phys 47(7):795-804.
4. Usoskin I (2008) A history of solar activity over millennia. Living Rev Sol Phys 5: 3.
5. Dorman L (2004) Cosmic rays in the earth’s atmosphere and underground, Kluwer Academic Publishers. The Netherlands.
6. Cane H (1999) Cosmic ray modulation and the solar magnetic field. Geophys Res Lett 26: 565-568.
7. Maghrabi A, Kudela K (2019) Relationship between time series Cosmic Ray data and Aerosol optical Properties: 1999-2015. J Solar Terrestrial Physics 190: 36-44.
8. Dorman L (2008) Space storms as natural hazards. Adv Geosci 14: 271- 275.
9. Pandit D (2018) Solar activities and its impact on space weather. Proceedings of the International Astronomical Union 13(S340): 149- 150.
10. Breus T (2008) Some aspects of the biological effects of space weather. J Atmos Sol Terr Phys 70(2-4): 436-441.
11. Mendoza B, Pena S (2009) Solar activity and human health at middle and low geomagnetic latitudes in Central America. Adv Space Res 46(4): 449-459.
12. Sidyakin V (1983) Sensitivity of the nervous system to changes in solar activity (literature review),” Zh Nevrol Psikhiat 83(1): 134-137.
13. Stoupel E (2019) 50 Years in research on space weather effects on human health (Clinical Cosmobiology). EC Cardiology 11: 470-478.
14. Breus T, Binhi V, Petrukovich A (2016) Magnetic factor of the solar terrestrial relations and its impact on the human body: Physical problems and prospects for research. Phys Usp 59: 502-510.
15. Palmer S, Rycroft M, Cermack M (2006) Solar and geomagnetic activity, extremely low frequency magnetic and electric fields and human health at the earth’s surface. Surv Geophys 27: 557-595.
16. Vencloviene J, Babarskiene R, Slapikas, R (2013) The association between solar particle events, geomagnetic storms, and hospital admissions for myocardial infarction. Nat Hazards 65: 1-12.
17. Durand-Manterola H, Mendoza B, Diaz-Sandoval R (2001) Electric currents induced inside biological cells by geomagnetic and atmospheric phenomena. Adv Space Res 28(4): 679-684.
18. Krylov V (2017) Biological Effects Related to Geomagnetic Activity and Possible Mechanisms. Bioelectromagnetics 38(7): 497-510.
19. Cherry N (2002) Schumann resonances, a plausible biophysical mechanism for the human health effects of solar/geomagnetic activity. Nat Hazards 26(3): 279-331.
20. Burch J, Reif J, Yost M (2008) Geomagnetic activity and human melatonin metabolite excretion. Neurosci Lett 438(1): 76-79.
21. Weydahl A (2001) Geomagnetic activity influences the melatonin secretion at 70 degrees N. Biomed Pharmocother 55(Suppl 1): 57-62.
22. Lomb N (1976) Least-squares frequency analysis of unequally spaced data. Astrophys Space Sci 39(2): 447-462.
23. Scargle J (1982) Studies in astronomical time series analysis. II. Statistical aspects of spectral analysis of unevenly spaced data. Astrophys J 263: 835-853.
24. Babayev S, Allahverdiyevab A (2007) Effects of geomagnetic activity variations on the physiological and psychological state of functionally healthy humans: Some results of Azerbaijani studies. Advances in Space Research 40(12): 1941-1951.
25. Chernouss SA (2003) The possibility of assessment of heliogeophysical impact on human health by heart rate variability. J Karazin KhNU Series Med 5: 90-91.
26. Dimitrova S, Stoilova I, Cholakov I (2004) Influence of local geomagnetic storms on arterial blood pressure. Bioelectromagnetics 25:408-414.
27. Meshcheriakova S, Breus T, Sosnovskii A (1998) Magnetic storms as a stress factor. Biofizika 43(4): 632-639.
28. Mulligan B, Persinger M (2012) Experimental simulation of the effects of sudden increases in geomagnetic activity upon quantitative measures of human brain activity: validation of correlational studies. Neurosci Lett 516(1): 54-56.
29. Breus T, Boiko E, Zenchenko T (2015) Magnetic storms and variations in hormone levels among residents of north polar area Svalbard. Life Sci Space Res 4: 17-21.
30. Stoupel E (1995) Relationship between immunoglobulin levels and extremes of solar activity. International Journal of Biometeorology 38(2): 89-91.
31. Kancírová M, Kudela K (2014) The relationship between suicide incidents in Slovakia and the Czech Republic and heliophysical parameters: empirical results. J Astrobiol Outreach 2(2): 1-5.
32. Stoupel E, Joshua H, Lahav J (1996) Human blood coagulation and geomagnetic activity. Eur J Int Med 7:217–220
33. Stoupel E (2005) Chromosome aberration and environmental physical activity: Down syndrome and solar and cosmic ray activity. Israel 1990- 2000. International Journal of Biometeorology 50(1): 1-5.
34. Stoupel E (2009) Congenital heart disease: Correlation with fluctuations in cosmophysical activity, 1995-2005. International Journal of Cardiology 135: 207-210.
35. Jackman C, McPeters R (2004) The Effect of solar proton events on ozone and other constituents. In: Solar variability and its effects on climate 141: 305-319.
36. Galpern G (1995) Solar activity and the incidence of foetal chromosome abnormalities detected at prenatal diagnosis. Int J of Biometeorology 39(2): 59-63.
37. Stoupel E (2006) Monthly new-borns number and environmental physical activity. Medicina 42.2: 238-241.
38. Lõhmus M (2018) Possible biological mechanisms linking mental health and heat-a contemplative review. Int J of Envir Research and Public Health 15(7): 1515.

Sursa pozei aici.

….

Cei care vor să primească în timp real noutățile de pe Harmonia Mundi se pot înscrie pe grupul de whatsapp cu același nume printr-un mesaj către 0751515254.

…

Petrea sunt și împărtășesc cu drag informații și sensuri ce pot fi de folos celor ce rezonează cu ele. Și vă invit să sprijiniți conturarea unei ample platforme informative printr-o donație în contul Asociatiei Anima Mundi deschis la Libra Bank: RO18BREL0002002169880100. Astfel mult mai mulți oameni vor beneficia de informație de valoare menită să ne împuternicească și înfrumusețeze existențele.

Împreună, mereu împreună. Inimă însorită nouă tuturor.