Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 10
1.1. Современное состояние вопроса по техногенному загрязнению окружающей среды 10
1.2. Влияние техногенного загрязнения радиационной и химической природы на популяционное здоровье населения 26
1.3.Современный подход к методологии использования компьютерных технологий и статистических методов анализа медико-биологических показателей 40
Глава 2. Объекты, объем и методика исследования 56
Глава 3. Результаты собственных исследований 66
3.1. Анализ эколого-гигиеннческих факторов окружающей среды в районах проживания исследуемых групп 66
3.2. Распространенность аллергопатологии у взрослого населения в районах, ранжированных по интенсивности радиационно-химического загрязнения окружающей среды 86
3.3. Сравнительный анализ гематологических показателей периферической крови в популяции лиц, страдающих аллергопатологией, из экологически различных районов 101
3.4. Анализ содержания IgE в сыворотке крови у лиц, больных аллергопатологией из экологически различных районов в двух возрастных группах 120
Глава 4. Обсуждение результатов исследований 124
Выводы 132
Список литературы 134
Приложения 152
- Современное состояние вопроса по техногенному загрязнению окружающей среды
- Объекты, объем и методика исследования
- Анализ эколого-гигиеннческих факторов окружающей среды в районах проживания исследуемых групп
Введение к работе
Современные антропогенные факторы, представляя огромное разнообразие вредных воздействий на окружающую среду, оказывают выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья населения; распространяется прямое и опосредованное, комбинированное и комплексное действие химических, физических и биологических факторов. В настоящее время, в связи с накоплением антропогенных загрязнителей в различных компонентах биосферы, увеличивается опасность возрастания частоты отклонений от нормального развития (Барабой В.А., 1991; Ильин Л.А., Кириллов В. Ф. и др., 1996; Капиов В.А., Панков В.Б., 2001).
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вклад различных неблагоприятных факторов окружающей среды в формирование здоровья населения составляет 25-35% (Сидоренко Г.И., Румянцев Г.И., Новиков СМ., 1998). По некоторым источникам вклад антропогенных факторов в формирование отклонений здоровья составляет от 10 до 57% (Сидоренко Г.И., Кутепов Е.Н., 1994). Проблема неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья с каждым годом приобретает все большую актуальность. Научные проблемы оценки влияния факторов окружающей среды на здоровье человека и обоснование государственных оздоровительных мероприятий сегодня являются приоритетными задачами государственной политики практически во всех экономически развитых странах (Агаджанян Н.А., 1985; Лисицин Ю.П., 1992; Додина Л.Г., 1998; Онищенко Г.Г., 2001).
Особое внимание научного мира привлекает техногенное радиационное загрязнение окружающей среды. Наибольшую актуальность эта проблема приобретает в Российской Федерации, где сложилась сложная и неблагоприятная, даже острая экологическая обстановка. В неблагоприятной санитарно-гигиенической обстановке проживают 109 млн. человек, или 73% всего населения (Беляев Е.Н. и др., 1996). Существующая неблагоприятная эколого-гигиеническая обстановка предопределяет то, что широко обсуждается в литературе вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения. По данным экспертов ВОЗ здоровье населения, или популяционное здоровье, в среднем на 50-52% зависит от экономической обеспеченности и образа жизни людей, на 20-22% от наследственных факторов, на 7-12% - от уровня медицинского обслуживания и на 18-20% от состояния окружающей среды. (Лисицин Ю.П., 1987). Существуют и другие оценки, в которых влиянию качества среды отводится уже 40-50% причин заболеваний. На основании обработки большого статистического материала о потерях рабочего времени по болезням сделан вывод: это техногенное загрязнение воздуха на 43-45% оказывает влияние на ухудшение здоровья населения. Наиболее надежные количественные оценки влияния качества среды на здоровье населения получены при сравнении заболеваемости жителей разных районов одного города, располагающихся по уровню техногенного загрязнения.
Оценка значимости загрязнения среды по биологическим ответам организма человека, по показателям здоровья является важной составляющей изучения влияния экологических факторов на здоровье человека наряду с сопоставлением концентраций отдельных загрязнителей с гигиеническими нормами, т.к. интегрально учитывает влияние всех, в том числе неидентифицированных, загрязнителей, их комплексное и комбинированное действие на организм человека (Буштуева К.А., Случанко И.С., 1979).
Обычно для каждого фактора устанавливаются свои нормативы. Между тем сочетанное действие вредных факторов в зависимости от их физико-химических свойств, величин доз (концентраций), длительности, кратности и последовательности воздействия может проявиться в форме аддитивности (эффект равен сумме). Эффект внешней среды может быть причиной не только различного рода соматических заболеваний, включая злокачественные, но и генетических нарушений, которые могут проявиться у будущих поколений. Проблема, таким образом, имеет не только медицинское, но и экономическое, и социальное значение. Она чрезвычайно сложна и остается недостаточно исследованной. В результате изменил окружающей среды ведут к возникновению и повышению заболеваемости населения экозависимой и экообусловленной патологией (экопатологией) (Дубовой И.И., 2007).
На семинаре, проведенном Министерством здравоохранения РФ совместно с ВОЗ в Туле в 1997 году, был выработан список индикаторов экологического здоровья в России (болезней и состояний риска), совместимый с перечнем, применяемым в европейской географической информационной системе по экологическому здоровью (HEGIS). (Дубовой И.И., Ковалева Е.И., 2008). Одним из индикаторов заболеваемости была выделена заболеваемость органов дыхания и кожи.
В последние десятилетия аллергические болезни превратились в глобальную медико-социальную проблему. Отмечается ускоряющийся прирост заболеваемости. По данным эпидемиологических исследований, проведенных в ГНЦ - Институте иммунологии МЗ РФ, в различных регионах России распространенность аллергических заболеваний колеблется от 15 до 35% (Лусс Л.В., 2002).
Согласно данным литературы, среди провоцирующих факторов и факторов риска развития болезней аллергического происхождения особое значение имеет резкое ухудшение экологической ситуации, в том числе, за счет экологических катастроф планетарного масштаба (например, аварии на ЧАЭС). По данным литературы аллергические заболевания, в том числе заболевания органов дыхания и кожи аллергического происхождения, являются экологически обусловленной патологией. Экологически обусловленные - это такие заболевания, частота которых растет на фоне роста интенсивности вредных факторов, предположительно влияющих на данный тип заболеваний (Маймулов В.Г., Нагорный СВ., Шабров А.В., 2000). В связи с этим в данной работе был проведен анализ заболеваемости с аллергическим компонентом.
Среди вредных факторов особое место занимают радиоактивные и химические вещества, загрязняющие атмосферный воздух. При оценке вредных факторов не всегда учитывается комбинированный или сочетанныи характер их действия на человека. Совместное действие радиоактивного и химического загрязнения окружающей среды создает сложные гигиенические проблемы, которые недостаточно решены, что и определило цели и задачи настоящей работы.
Цель исследования: Оценить вклад радиационных и химических загрязнителей окружающей среды в формирование аллергопатологии у взрослого населения Брянской области с определением биологических маркеров экологического неблагополучия в техногенно-загрязненных районах.
Задачи исследования:
1. Провести ранжирование всех районов Брянской области в зависимости от характера и степени радиационного, химического и сочетанного радиационно-химического загрязнения окружающей среды.
2. Оценить влияние техногенного радиационно - химического загрязнения окружающей среды на популяционные показатели здоровья населения из различных районов Брянской области.
3. Выявить наиболее чувствительные и информативные тесты для диагностики ранних признаков развития иммунно-аллергологических процессов у жителей техногенно-загрязненных районов и определить биологические маркеры экологического неблагополучия окружающей среды.
Научная новизна. В результате выполненных исследований впервые:
1. Выполнено ранжирование всех районов Брянской области в зависимости от степени и характера радиационно-химического загрязнения среды при их изолированном и сочетанном действии, используя выявленные биологические маркеры.
2. Определен вклад техногенных радиационно-химических загрязнителей окружающей среды в формирование аллергопатологии, используя различные методы статистического анализа. Установлено, что в патогенезе болезней органов дыхания и кожи с аллергическим компонентом значимую роль играют факторы как радиационного, так и химического загрязнения окружающей среды.
3. Выявлены биологические маркеры риска развития экологически обусловленных аллергических заболеваний у жителей районов с повышенными радиационными, химическими или сочетанными радиационно-химическими нагрузками окружающей среды. Практическая значимость работы
1. Научно обоснована, разработана и внедрена в практику система профилактических мероприятий по ранней диагностики и профилактике экологически обусловленных аллергических заболеваний у жителей из техногенно-загрязненных районов.
2. Разработано и внедрено в практику методическое пособие «Методика обработки медико-биологических данных с использованием современных методов прикладной статистики для анализа показателей здоровья населения при ранжировании территорий по степени техногенного загрязнения» (Брянск, БГУ, 2007).
Основные положения, выносимые на защиту
1. Значимый вклад как радиационного, так и химического загрязнения окружающей среды в развитие аллергопатологии у лиц в составе возрастной популяции 17...40 лет из различных районов Брянской области, впервые ранжированных нами по характеру и степени техногенного загрязнения.
2. Прямая зависимость между уровнем и структурой аллергопатологии у взрослого населения области от характера и степени техногенного загрязнения окружающей среды при сопоставимом вкладе как радиоактивной, так и химической нагрузок в развитие болезней органов дыхания, болезней кожи и подкожной клетчатки с аллергическим компонентом. 3. Биологические маркеры риска развития аллергопатологии у жителей техногенно-загрязненных районов с использованием показателей периферической крови.
Апробация результатов исследования
Результаты исследований доложены и обсуждены на IX междунар. науч.-практич.конф. «Актуальные проблемы науки и образования» (Новозыбков, 26.04.2006); на X междунар.науч.- практич.конф. «Актуальные проблемы науки и образования» (Новозыбков, 25.04.2007); ежегодной конференции ДиаМА «Актуальные проблемы деятельности диагностических центров в современных условиях» (Екатеринбург, октябрь, 2006); науч.- практич.конф. «Актуальные проблемы охраны здоровья молодежи в современной технологической среде» (Брянск, сентябрь, 2007) междунар.науч.- технич.конф. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, февраль, 2008), междунар. науч.- практич. «Чернобыльские чтения-2008» (Гомель, 24-25.04,2008).
Апробация диссертации проведена на объединенном заседании профессорско-преподавательского состава Брянского государственного университета. (Протокол № 1 от 03.10.2008).
Публикации: По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ в сборниках научных трудов Международных и Всероссийских конференций, Вестнике МАНЭБ, Вестнике Оренбургского государственного университета и в Вестнике восстановительной медицины.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы (174 наименования, в том числе 22 иностранных), приложений; изложена на 155 страницах, содержит 31 таблицу, 14 рисунков.
Современное состояние вопроса по техногенному загрязнению окружающей среды
Проблема радиоактивного загрязнения окружающей среды в настоящее время приобретает особую актуальность. В 1995 году в Брянской области была завершена систематизация информации, полученной за десятилетний период работ по оценке радиоактивного загрязнения территорий России в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Исследования подтвердили, что основным дозообразующим компонентом на территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, является цезий-137. Площадь загрязнения стронцием и трансурановыми радионуклидами не имеет столь широкого распространения. Так, в ЮЗТ Брянской области плотность выпадения стронция-90 составляет 0,7-1,0 Ku/км2, плотность загрязнения трансурановыми радионуклидами не превышает 0,01 Ku/км2, по плутонию - 239 - 0,015 Ku/км2 (Поставнева Е.В., 2008). Большую опасность для всего живого в начальный период в зонах радиоактивных выпадений, как источник внешнего и внутреннего облучения, представляют радиоизотопы йода (13M35i) а в последующем - 137Cs и 90Sr (Ильин Л.А. и др., 1999). Цезий - 137 и стронций - 90 - это долгоживущие радионуклиды; с течением времени их доля в смеси продуктов деления возрастает (Моисеев А.А., 1985). Мигрируя по пищевым биологическим цепям, радионуклиды оказывают вредное воздействие на организм человека. Значительное радиоактивное загрязнение окружающей среды происходит вследствие аварийных ситуаций. В результате Чернобыльской аварии радиоактивному загрязнению подверглись территории 14 субъектов РФ. Согласно Российскому национальному докладу «Чернобыльская катастрофа. Итоги и проблемы преодоления ее последствий в России 1986-2006» в зоне радиоактивного загрязнения проживает почти 1 млн. 800 тысяч человек. В результате аварии на Чернобыльской АЭС произошло радиоактивное загрязнение 57 тыс. км2. По данным Брянского областного центра гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды, в результате выпадения радионуклидов после катастрофы Чернобыльской АЭС загрязнению подверглись 22 района области и 2 города областного подчинения.
Общая площадь загрязнения территории составила 11363 км (32,6% от всей территории области). В зоне загрязнения оказались 1335 населенных пунктов с численностью жителей 484579 человек (33% от общей численности населения области). 42,2% пострадавшей в результате катастрофы территории области в зависимости от степени загрязнения относится к территориям со средней, высокой и, в меньшей степени, очень высокой плотностью загрязнения.
С течением времени после Чернобыльской аварии многие исследователи отмечают нарастание эффектов отрицательных биологических последствий выпавших аварийных радионуклидов при относительно низких дозах радиоактивного излучения.
Чернобыльская авария нанесла колоссальный ущерб народному хозяйству ряда территорий, сделав их практически непригодными для жизни, но еще больший ущерб она нанесла здоровью населения, проживающего на загрязненных территориях. Вследствие аварии на ЧАЭС и последующего загрязнения густонаселенных территорий, население подверглось ступенчатому (первые недели после аварии воздействие определялось 131І, а в последующем -,J/Cs и Sr) и их комбинированному воздействию, также менявшемуся во времени внешнее облучение от радионуклидов при прохождении радиоактивного облака и от радиоактивных осадков, выпавших на землю; внутреннее облучение в результате вдыхания радионуклидов из облака, радионуклидов, поднятых в воздух из осадков, и в результате употребления в пищу продуктов и воды, загрязненных радионуклидами (Гофман Д. И., 1994; Квитко Б.И., Почтенная Г.Т., Прошин А.Д., 1995; Кислов М.В., 2004; Kaplan J., Loftus L., 1985; Kennedy A.R., 1985;Karavaeva E.N., Kulikov N.Y., Molchanova J.V.etal., 1994).
Объекты, объем и методика исследования
Диагностика аллергии по анализам крови - современное направление в аллергологии. Здесь о наличии аллергии судят не по кожной реакции, а на уровне антител - белков - иммуноглобулинов класса Е (IgE), которые вырабатываются в ответ на аллергены.
По анализам крови важно определить наличие специфических антител, вступающих в реакции с аллергенами. Рецепторы к этим антителам имеются на разных клетках человеческого организма. Самые «сильные» рецепторы имеют клетки-базофилы и родственные им тучные клетки, содержащие гистамин и другие медиаторы аллергии. Выброс этих веществ при контакте с антителами приводит к развитию аллергических реакций, которые лежат в основе аллергического ринита, бронхиальной астмы, некоторых видов кожной сыпи. Для диагностики аллергии наибольшее значение имеет определение в крови концентрации IgE (иммуноглобулина Е). Повышение его содержания свидетельствует в пользу выработки организмом специфических антител против аллергенов окружающей среды. Определяют как общий, так и аллергенспецифический IgE.
В данном исследовании определение IgE проводился в сыворотке крови, забираемой у больного из вены. Метод основан на использовании смеси очищенных аллергенов, в присутствии которых антитела класса IgE связываются с ними и образуют комплексы антиген (аллерген)- антитело. Более тонкие лабораторные исследования позволяют выявить тип реакции и определить ее остроту. Для теста используют свыше 200 аллергенов. Метод позволяет максимально точно определить вид аллергена. Существует несколько видов так называемых аллергопанелей, принятых как лабораторный стандарт.
Общие IgE в сыворотках крови определяли у 266 человек, больных аллергопатологией с использованием иммуноферментных тест-систем (ООО «АЛКОР-БИО», Санкт-Петербург). Согласно инструкции к используемым тест-системам, нормальный уровень общих сывороточных IgE для взрослых (от 15 лет и старше) составляет до 150 МЕ/мл. IgE ИФА тест представляет собой иммуноферментный набор, предназначенный для количественного определения общего иммуноглобулина Е (IgE) в сыворотке крови человека.
Метод основан на двухстадийном твердофазном иммуноферментном анализе ( сэндвич»-метод). Специфические антитела к IgE, иммобилизованные на поверхности лунок, связывают IgE, находящийся в исследуемой пробе. Несвязавшиеся компоненты удаляются промывкой, а к образовавшемуся на поверхности лунок комплексу «антиген-антитело» добавляются антитела, меченые пероксидазой хрена. После повторной промывки в лунки вносят субстратная смесь. Образовавшийся окрашенный продукт меняет цвет на желтый при добавлении стоп-реагента, вносимого для остановки реакции. Интенсивность окраски измеряется фотометрически и пропорциональна концентрации IgE в пробе.
Принципиально новым направлением является внедрение и широкое использование жидкостных гематологических анализаторов, выполняющий частичный или практически полный анализ клеток крови и определяющих показатели красной крови, в том числе, гемоглобин, гематокрит и эритроцитарные индексы. Для подсчета и анализа клеток крови используют гематологические анализаторы разного уровня сложности. Гематологический анализ показателей периферической крови больных аллергопатологией (902 чел.) и практически здоровых лиц (494 чел.) из экологически различных районов, ранжированных нами по степени радиационного или химического загрязнения, выполнен с использованием с современного жидкостного гематологического анализатора «HemaScreen-10» (2003 года выпуска). Преимуществом современных технологий подсчета и оценки форменных элементов крови является: высока производительность (до 100-120 проб в час), небольшой объем крови для анализа (12-150 мкл), анализ большого массива (десятки тысяч) клеток, определение с высокой точностью и воспроизводимостью 20 и более параметров анализа крови одновременно, графическое представление результатов исследований (гистограммы, скетограммы). По сравнению с визуальной техникой автоматический подсчет -более точный метод оценки концентрации клеток. Автоматизированный анализ крови открыл много новых диагностических возможностей, но одновременно он располагает и некоторыми ограничениями, особенно касающихся морфологических исследований клеток. Несмотря на все достоинства, даже самые современные анализаторы не в состоянии полностью заменить метод микроскопической оценки клеток.
Анализ эколого-гигиеннческих факторов окружающей среды в районах проживания исследуемых групп
Социально-экологический подход к исследованию различных показателей здоровья населения ориентирован на изучение не столько изменений природы и общества, сколько совокупности взаимодействия между ними, на системное исследование прямых, обратных и опосредованных связей между антропогенным воздействием на природный комплекс и его влиянием на население и хозяйство.
Ранжирование территорий с целью изучения влияния различных антропогенных факторов на здоровье человека имеет большой опыт научно-практического применения. Широкое применение оно имеет и в социально-экологических исследованиях урбанизированных территорий.
В настоящее время существуют многочисленные варианты ранжирования территорий с учетом одного или нескольких экологических факторов, загрязненности отдельных природных компонентов. Основу медико-экологического районирования должно составлять рассмотрение территориальной неоднородности связей в системе «воздействие - среда -последствия». Ранжирование территорий по различным показателям загрязнения окружающей среды и параметрам состояния здоровья населения является одним из важнейших инструментов медико-экологического мониторинга.
Социально-гигиенический мониторинг (СГМ) определяют в России как «государственную систему наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека, а также определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека» (Привалова Л.И., Кацнельсон Б.А., Кузьмин СВ. и др., 2003). Таким образом, одной из задач СГМ является поиск взаимосвязей в системе «Человек — окружающая среда» (поиск экологически-обусловленных заболеваний или заболеваний, на которые влияет состояние окружающей среды) (Вараксин А.Н., 2006). Одна из важнейших задач СГМ -установление (доказательство наличия) причинно-следственных связей между здоровьем населения и внешними факторами.
Актуальность данной задачи определена в «Методических рекомендациях по проведению социально - гигиенического мониторинга (Утв. Минздравом РФ 25.05.2001 № 2001/83), где указана целесообразность функционирования системы социально - гигиенического мониторинга - государственной системы наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека; определения причинно - следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействия факторов среды обитания человека. Данные показания определены Постановлением Правительства Российской Федерации от 1.06.2000 г., N 426 «Об утверждении Положения о социально - гигиеническом мониторинге».
Нами проведено ранжирование территорий по показателям, которые прямо или косвенно характеризуют вероятность развития тех или иных экологически обусловленных нарушений здоровья, используя результаты анализа следующих официальных документов:
- данные по формам годовой отчетности по численности населения Брянской области, проживающего на территориях с различной степенью радиоактивного загрязнения, предоставляемыми лечебными учреждениями Брянской области (таблица 12);
- сведения о выбросах предприятиями области загрязняющих веществ в атмосферный воздух за 2004-2006 гг. и сведения о загрязнении атмосферного воздуха автотранспортом на основании данных по экологическому состоянию региона (таблица 9).
