Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние антропогенной нагрузки на заболеваемость гемобластозами (обзор литературы) 10
1.1. Классификация и распространенность гемобластозов . 10
1.2. Этиология и факторы риска развития гемобластозов 17
Глава 2. Материалы и методы исследований 33
Глава 3. Комплексная гигиеническая оценка территориального распределения уровня антропогенного загрязнения среды обитания 39
Глава 4. Эпидемиологические особенности первичной заболеваемости гемобластозами взрослого населения Оренбургской области 64
Глава 5. Содержание микроэлементов в крови пациентов с гемобластозами 88
Глава 6. Моделирование и прогнозирование территориального формирования первичной заболеваемости гемобластозами у взрослого населения 97
Заключение 117
Выводы 125
Практические рекомендации 127
Список использованной литературы
- Классификация и распространенность гемобластозов
- Этиология и факторы риска развития гемобластозов
- Эпидемиологические особенности первичной заболеваемости гемобластозами взрослого населения Оренбургской области
- Содержание микроэлементов в крови пациентов с гемобластозами
Классификация и распространенность гемобластозов
Важным аспектом исследования гемобластозов является поиск новых причинно-следственных связей, составляющих механизм развития патологического процесса при наличии экологически неблагоприятных факторов, который открывает перспективы раскрытия неисследованных закономерностей заболеваемости населения и разработки на этой основе новых принципов профилактики, а также соответствующих этим принципам средств, методов и мероприятий. Последние годы уделяется большое внимание различным методам математической обработки как для выявления связей между уровнем антропогенной нагрузки и заболеваемостью гемобластозами, так и прогнозированию данной патологии с использованием математических моделей. В первую очередь, сделаны попытки выявления корреляционных связей между загрязнением окружающей среды гемотоксическими веществами и числом злокачественных заболеваний.
За последние 15 лет в проведенных исследованиях в Оренбургской медицинской академии установлены приоритетные загрязнители окружающей среды в различных регионах Оренбургской области и их влияние на уровень заболеваемости, в том числе злокачественными новообразованиями [13; 60; 23; 98]. Так в работе Голинской Л.В. (2011) показано увеличение содержания железа и никеля в водных экосистемах во всех зонах Оренбургской области, для сточных вод характерно превышения содержания кадмия в Восточной зоне, нитритов и нитратов в Центральной зоне, свинца и магния в Западной зоне (Лесцова Н.А., 2004) [31; 68]. Также по данным Лесцовой Н.А., 2004, Чесноковой Л.А. и соавт., 2006 наибольший уровень загрязнения почвы никелем, кобальтом, хромом и максимальная контаминация продуктов питания токсичными микроэлементами характерны для Восточной зоны Оренбургской области [68; 116]. Среди факторов, оказывающих приоритетное воздействие на состояние здоровья населения является загрязнение атмосферного воздуха и питьевой воды канцерогенами химической природы [99; 26]. По данным ряда авторов [42; 49; 35] воздействие поллютантов атмосферного воздуха неблагоприятно для органов кроветворной системы также, как и для органов дыхания и ЦНС. Приоритетными факторами формирования канцерогенного и неканцерогенного рисков являются в воздушной среде: хром, никель, формальдегид, бенз(а)пирен; в пищевых продуктах: мышьяк, нитраты, кадмий, свинец; в воде питьевой: мышьяк, фтор, свинец [25; 42; 39; 18; 12; 41]. Суммарный канцерогенный риск от воздействия канцерогенов атмосферного воздуха, питьевой воды расценивается в среднем по области как средний, с наибольшим уровнем в городе Новотроицке. Города Восточной зоны являются и самыми неблагополучными по суммарному химическому загрязнению почвы, с превышением содержания никеля, цинка, свинца, кобальта [14; 26].
Ефремовой Е.Г. (2003) выявлены прямые статистически значимые связи заболеваемости доброкачественными новообразованиями гениталий и загрязнением атмосферного воздуха свинцом, никелем и хромом, а также загрязнением питьевой воды хромом [43]. На примере заболеваемости злокачественными новообразованиями крови у детей в Оренбургской области (Перминова Л.А., 2004, Сидоренко Л.В., 2010) и у населения города Оренбурга (Карпов А.И., 2002, Боев В.М. и соавт., 2004) показаны высокие и статистически значимые связи уровня заболеваемости гемобластозами и содержания некоторых канцерогенов в окружающих средах (формальдегида, бензола и бенз(а)пирена в атмосферном воздухе, хрома в питьевой воде, бериллия в почве) [83; 100; 60; 111]. Л.А. Перминовой (2004) выявлена тенденция к росту среднемноголетнего показателя заболеваемости злокачественными новообразованиями крови у детского населения, преимущественно проживающего в городах Оренбургской области и микроэлементный спектр крови характеризуется снижением содержания цинка и железа, а также повышением уровня меди, марганца и никеля [83]. В ряде работ проведены оценки рисков индукции гемобластозов от различных факторов загрязнения. Для оценок рисков использовался метод наименьших квадратов (Иванов В.К. и соавт., 2006), ранжирование канцерогенного риска (Неплохов А.А. и соавт., 2013, Перминова Л.А., 2004, Дунаев В.Н. и соавт., 2006), кластерный анализ (Капорская Т.С., 2007), анализ одномерного временного ряда (Варшавский А.В., 2011) [53; 77; 83; 40; 58; 19]. Использование данных вариантов математической обработки позволило установить наиболее важные факторы антропогенной нагрузки, влияющие на уровень распространенности злокачественных заболеваний и в том числе, гемобластозов и свидетельствовало о росте уровня заболеваемости данной патологии.
Гигиеническая оценка показателей заболеваемости в связи в факторами окружающей среды возможна только на основе методов системного анализа, оценки и прогнозного моделирования. Модель – совокупность математических и логических отношений, касающихся функционирования системы. Прогнозирование это обоснование с помощью модели параметров системы в момент времени, при определенных начальных условиях и определенном состоянии внешней среды, в которой находится система [22; 58; 19; 14; 15]. Будущие направления исследований лейкозов и лимфом представляются перспективными в плане разработки современных молекулярных технологий и их значения для разработки новых биомаркеров для ранней диагностики гемобластозов [149; 167; 200; 138; 121]. До начала настоящей работы не проводился эпидемиологический анализ заболеваемости и распространенности гемобластозов у взрослого населения, проживающего на территориях Оренбургской области с различной антропогенной нагрузкой. Не был определен уровень микроэлементов у больных с различными формами гемобластозов, проживающих на разных территориях Оренбургской области. Отсутствовали данные по корреляционному, факторному и регрессионному анализам между уровнем заболеваемости гемобластозами и антропогенной нагрузки. Не был предложен алгоритм прогнозирования развития различных форм гемобластозов у взрослого населения Оренбургской области. Все вышеизложенное обусловило цель и задачи данной работы.
Этиология и факторы риска развития гемобластозов
В современной гигиене и экологии большое внимание уделяется проблемам комплексной характеристики факторов окружающей среды и их воздействия на здоровье населения [89]. Не менее важным является разработка методических основ оценки и регламентирования химических факторов для обеспечения санитарно – эпидемиологического благополучия в России [16; 78; 90].
В данной главе представлен анализ антропогенной нагрузки во всех районах Оренбургской области за период 2005-2010 гг. В соответствии с методическими рекомендациями дана оценка показателей суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы как в отдельных городах и сельских районах, так и в целом в трех зонах Оренбургской области (Центральная, Западная, Восточная). В таблицах 3.1 – 3.18 представлены показатели суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы в различных регионах Оренбургской области в период 2005-2010 гг. и данные о превышении показателя суммарного химического загрязнения сред в отдельных районах от 0 до 30 %, 31 - 60 % и 61 – 100 % по отношению к среднемноголетнему К сум. с выделением преимущественных загрязнителей.
В таблицах 3.1., 3.3., 3.5. и на рисунках 3.1., 3.2, 3.3., 3.4. представлены показатели суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха (Катм) в различных регионах Оренбургской области. Анализ загрязнения атмосферного воздуха был проведен в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 и РД 52.04.186-89. По данным стационарного наблюдения (в городах) и по маршрутным точкам мониторинга (в городах и селах) было оценено содержание пыли, диоксида азота, диоксида серы, сероводорода, формальдегида, оксида углерода, бенз(а)пирена, аммиака, цинка, кобальта, кадмия, свинца, мышьяка, бензола. В таблицах 3.2., 3.4., 3.6. отражено превышение Катм в различных регионах Оренбургской области, где среднемноголетний среднеобластной Катм составляет 1,9.
За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха в Центральной зоне Оренбургской области, наиболее высокие показатели констатированы в Шарлыкском и Переволоцком районах, в г. Оренбурге. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялось по концентрации бенз(а)пирена и аммиака.
Оренбург - Аммиак Бенз(а)пирен Илекский - Бенз(а)пирен Переволоцкий - Цинк Сакмарский Бенз(а)пирен - Соль-Илецкий Аммиак Сероводород Бенз(а)пирен - Шарлыкский - - Бензол Мышьяк За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха в Западной зоне Оренбургской области, наиболее высокие показатели констатированы в Пономаревском и Сорочинском районах. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялось по концентрации бенз(а)пирена, мышьяка и свинца.
Сорочинский - - МышьякБенз(а)пиренСвинец За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха в Восточной зоне Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в городе Орске. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялись по концентрации бенз(а)пирена, мышьяка и кадмия.
Таким образом, по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха в Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в городах Орск и Оренбург, а также, в Сорочинском, Шарлыкском и Пономаревском районах. Во всех регионах, средние значения Катм более выражены в городах, а также отмечается увеличение уровня бенз(а)пирена и мышьяка.
В таблицах 3.7., 3.9., 3.11. и на рисунках 3.5., 3.6, 3.7., 3.8. представлены показатели суммарного химического загрязнения питьевой воды в различных регионах Оренбургской области в период 2005-2010 годы. Качество питьевой воды оценивалось в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем литьевого водоснабжения. Контроль качества» по данным лабораторий ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» и управления водно-канализационного хозяйства» и содержанию в ней таких микроэлементов и соединений, как железо, марганец, медь, мышьяк, нитраты, азот аммиака, свинец, фториды, ртуть, хром, никель, сульфаты, хлориды.
В таблицах 3.8., 3.10., 3.12. отражено превышение Кводы в различных регионах Оренбургской области, где среднемноголетний среднеобластной Кводы составляет 2,7. За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения питьевой воды в Центральной зоне Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в городе Оренбурге, Шарлыкском, Белявском и Соль – Илецком районах. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялись по концентрации нитратов.
Сакмарский Нитраты - Соль-Илецкий Нитраты - Шарлыкский - Нитраты За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения питьевой воды в Западной зоне Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в г. Бузулук, Сорочинском и Грачевском, Пономаревском районах. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялись по концентрации марганца, хлоридов и железа, особенно в г. Бузулуке.
Таким образом, по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения питьевой воды в Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в городах Бузулук, Орск и Оренбург, Кваркенском, Беляевском, Шарлыкском и Пономаревском районах. В Центральной и Восточной зонах преобладало увеличение уровня нитратов, тогда как в Западной зоне было повышенное содержание марганца, хлоридов и железа. В то же время средние значения Кводы в Центральной, и особенно Западной зонах были выше в городах, а в Восточной зоне – в сельской местности.
В таблицах 3.13., 3.16., 3.17. и на рисунках 3.9., 3.10, 3.11., 3.12. представлены показатели суммарного химического загрязнения почвы в различных регионах Оренбургской области. Анализ уровня загрязнения почвы проведен по валовым и подвижным формам микроэлементов (никель, кобальт, свинец, марганец, хром, цинк, кадмий, висмут, медь, бенз(а)пирен) в соответствии с «Методическими указаниями по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» № 4266-87, «Методическими указаниями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве» № 5174-90 и «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» МУ 2.1.7.730-99. В таблицах 3.14., 3.15., 3.18. отражено превышение Кпочвы в различных регионах Оренбургской области, где среднемноголетний среднеобластной Кпочвы составляет 2,7.
За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения почвы в Центральной зоне Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в г. Оренбург, Оренбургском, Тюльганском, Октябрьском и Саракташском районах. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялись по концентрации цинка и никеля.
За рассматриваемый период времени по среднемноголетним показателям суммарного химического загрязнения почвы в Западной зоне Оренбургской области наиболее высокие показатели констатированы в Асекеевском и Северном районах, с высокими показателями Ксум и в городах Бугуруслан, Абдулино. Среди отдельных поллютантов чаще всего превышение ПДК выявлялось по концентрации никеля.
Эпидемиологические особенности первичной заболеваемости гемобластозами взрослого населения Оренбургской области
По современным представлениям оценка значимости загрязнения среды по биологическим ответам организма человека, по показателям здоровья более объективна, чем сопоставление концентраций отдельных загрязнителей с гигиеническими нормами, т.к. интегрально учитывает влияние всех в том числе, неидентифицированных загрязнителей [1; 11; 10]. В последние годы усилено внимание к оценке уровня микроэлементов в крови и волосах пациентов при различных патологических состояниях, проживающих в регионах с различной антропогенной нагрузкой [64; 79; 111; 65; 104].
В настоящее время, с учетом неравномерного по России техногенного загрязнения окружающей среды, происходит формирование биогеохимических провинций с определением местных популяционно – иммунологических норм [112; 96]. Кроме того, важным вопросом является оценка уровня содержания МЭ в различных биосубстратах организма у здоровых лиц [104; 120].
Известно, что микроэлементы в составе организма являются не только регуляторами биохимических процессов, но и составляют целостную систему. В связи с этим изменение их содержания и соотношения оказывает влияние на функционирование организма в целом [1].
Влияние это может реализоваться как путем прямого взаимодействия, так и опосредованно, например, через иммунную систему. Данные литературы свидетельствуют о роли микроэлементов в развитии различной патологии [57; 5; 141] и, в том числе, заболеваний крови [63; 9; 92; 135; 175]. Показано, что увеличение уровня токсичных микроэлементов приводит к иммунопатологии через дисбаланс клеточных факторов иммунной системы, изменение внутрисистемной регуляции иммунологической реактивности организма [54].
В связи с этим, определение уровня микроэлементов может использоваться как для изучения патогенеза гемобластозов, так и для прогнозирования данной патологии, с учетом антропогенного химического воздействия на организм. В данной главе представлены результаты определения двенадцати микроэлементов (МЭ) в крови пациентов с гемобластозами, проживающих в различных регионах Оренбургской области.
В таблицах 5.1, 5.2 представлены обобщенные результаты определения 12 МЭ в крови 51 больного различными формами гемобластозов, проживающих в Центральном, Западном, Восточном Оренбуржье. Концентрации металлов сравнивались с данными из работ О.Т. Зининой (2001), А.В. Скального (2004), Дж. Эмсли (1993) [48; 103; 119].
В качестве контроля использованы ранее полученные данные по определению МЭ в крови здоровых лиц (Боев В.М., 2005) [10]. Статистически значимыми считались различия при р 0,05.
Как видно из данных таблицы 5.1, уровень подавляющего большинства изученных МЭ в группе больных гемобластозами был достоверно выше по сравнению с контролем. Напротив, содержание железа и меди было достоверно снижено.
При анализе содержания МЭ в крови пациентов (табл. 5.2) в зависимости от зоны проживания (по 17 человек из каждой зоны) по отношению к контролю выявлено, что в каждой из зон отмечалось значимое превышение содержания свинца, и напротив, снижение уровня железа и меди.
Кроме того, в Центральном регионе отмечено достоверное увеличение содержания висмута и лития, в Западном - кобальта, хрома, никеля и стронция, в Восточном регионе - кадмия, хрома, висмута и стронция. При сравнении уровня МЭ у больных, проживающих в различных регионах установлены наиболее высокие концентрации висмута и лития (Центральный), кадмия (Восточный), вместе с тем наименьший уровень цинка выявлен у больных Центральной зоны. Таблица 5.1. Cодержание микроэлементов в крови больных гемобластозами (мг/л)
В первую группу вошли 41 пациент с лимфопролиферативными заболеваниями (неходжкинские димфомы, хронический лимфолейкоз, множественная миелома). Вторую группу составили 10 больных с острыми лейкозами. У пациентов обеих групп установлено превышение уровня свинца, висмута, кадмия, хрома и стронция и снижено содержание меди и железа. При этом у больных в группе лимфопролиферативных заболеваний в два раза выше содержание кобальта, никеля и стронция по сравнению с группой пациентов с острыми лейкозами, но в три раза достоверно меньше содержание кадмия.
Анализ содержания микроэлементов у больных с различными вариантами гемобластозов представлен в таблице 5.4.
У пациентов со всеми видами гемобластозов повышен уровень лития и стронция, и напротив, снижено содержание меди и железа. Среди различных вариантов гемобластозов установлено превышение в группе пациентов с неходжкинскими лимфомами (НХЛ) и с острым миелоидным лейкозом (ОМЛ) уровня свинца, висмута, кобальта, кадмия, стронция и лития. У пациентов с острыми лейкозами, был достоверно ниже уровень железа и меди в крови, что объясняется особенностями течения этих заболеваний. У пациентов с множественной миеломой достоверно значимые отклонения от нормального содержания химических элементов в крови касались свинца, кобальта и стронция. У пациентов с хроническим лимфолейкозом достоверно значимые отклонения от нормального содержания химических элементов в крови касались свинца, висмута, хрома и стронция.
Содержание микроэлементов в крови пациентов с гемобластозами
В последние годы в России возрастает значимость медицинской и социально-экономической проблемы, связанной с увеличением заболеваемости злокачественными новообразованиями [52]. В настоящее время принято считать, что 80-90% злокачественных опухолей являются результатом неблагоприятного воздействия окружающей среды. Известно, что на формирование гемобластозов оказывают влияние множество экзогенных и эндогенных факторов. К эндогенным факторам относят генетическую предрасположенность, метаболические и генетические мутации, хроническую антигенную стимуляцию. Среди экзогенных факторов наибольшее внимание уделяется влиянию факторов антропогенной нагрузки. Онкогематологические заболевания считаются индикаторными болезнями экологического неблагополучия, в формировании которых существенную роль играют различные химические вещества, в том числе тяжелые металлы [63]. Управление социально-важными болезнями, к которым относятся болезни крови, невозможно без тщательной эпидемиологической проработки конкретных регионов проживания, патогенетических факторов, связанных с особенностями распространения гемобластозов в экологически неблагоприятных районах, что имеет стратегическое значение для развития в регионе приоритетных медицинских направлений, планирования и перераспределения экономических затрат на их решение. Целью настоящей работы была оценка влияния комплексного воздействия химических факторов окружающей среды на уровень первичной заболеваемости гемобластозами у взрослого населения Оренбургской области, проживающего на территориях с различной антропогенной нагрузкой.
На первом этапе работы было проведена оценка антропогенной нагрузки по данным суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы в каждом районе Оренбургской области. Оценивая полученные результаты, необходимо отметить «мозаичное» распределение антропогенной нагрузки в Оренбургской области.
В целом, из всех городов и районов области максимально высокие среднемноголетние показатели суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха и почвы пришлись на города Восточной зоны (Орск Катм = 3,3 и Медногорск Кпочвы = 5,3 соответственно), питьевой воды на г. Бузулук – 9,3. Констатирован высокий уровень показателей среднемноголетнего химического загрязнения атмосферного воздуха в г. Орск и Оренбург, Шарлыкском, Пономаревском и Сорочинском районах, питьевой воды – в г. Бузулук, Орск и Оренбург, Шарлыкском, Кваркенском, Беляевском и Пономаревском районах, почвы – в г. Орск, Медногорск, Оренбург, а также, в Оренбургском, Северном и Тюльганском районах. Установлено увеличение более чем на 60% относительно среднеобластных значений суммарных показателей загрязнения атмосферного воздуха и почвы в крупных промышленных центрах Восточной зоны (Орск, Медногорск) с превышением ПДК по уровню бенз(а)пирена, никеля, цинка, кобальта, кадмия, мышьяка, свинца. и более, чем на 30 %, показателей загрязнения питьевой воды в сельских районах Восточной зоны (Адамовский, Кваркенский) обусловленных превышением ПДК по уровню нитратов.
Установлено также увеличение более чем на 60% относительно среднеобластных значений суммарных показателей загрязнения атмосферного воздуха в Сорочинском, Пономаревском и Шарлыкском районах с превышением ПДК по уровню бенз(а)пирена, кобальта, кадмия, мышьяка, свинца, а также увеличение более чем на 60% относительно среднеобластных значений суммарных показателей загрязнения питьевой воды - в Бузулуке с превышением ПДК по уровню марганца, хлоридов и железа.
Среди поллютантов, превышающих ПДК на протяжении нескольких лет наблюдения в атмосферном воздухе преобладали бенз(а)пирен и мышьяк, в питьевой воде нитраты и железо, в почве – никель, бенз(а)пирен и свинец.
Полученные результаты, в целом, соответствуют ранее проведенным работам (Боев В.М. и соавт., 2002, 2003, 2004, 2013, Сетко А.Г., 2006) в которых было показано также преобладание загрязнения атмосферного воздуха в Восточном и Центральном регионах Оренбургской области, обусловленным превышением ПДК хрома, никеля, свинца, бенз(а)пирена [13; 118; 111; 14; 98].
На втором этапе работы, был проведен анализ первичной заболеваемости гемобластозами у взрослого населения в Оренбургской области в период с 2001 по 2010 гг. Показано, что среднемноголетний показатель первичной заболеваемости гемобластозами (17,9 на 100 тысяч взрослого населения) в Оренбургской области превышает аналогичный показатель по РФ (12,05 на 100 тысяч взрослого населения). Максимальное число случаев гемобластозов пришлось на возрастную группу от 51 до 60 лет. В структуре первичной заболеваемости преобладали неходжкинские лимфомы и хронический лимфолейкоз.
В целом, из всех городов и районов Оренбургской области большинство высоких показателей первичной заболеваемости гемобластозами наблюдалось в населенных пунктах Восточной и Центральной зон: Новоорском, Адамовском и Ясненском, Октябрьском и Шарлыкском районах. Уровень первичной заболеваемости острыми лейкозами одинаков во всех зонах области, тогда как наиболее высокие показатели первичной заболеваемости миелопролиферативными заболеваниями констатированы в Западной зоне, а лимфопролиферативными заболеваниями - в Восточной и Центральной зонах. Преимущественные пики заболеваемости всеми группами гемобластозов приходились на 2001 и 2010 годы. Важно отметить, что повышенный уровень первичной заболеваемости гемобластозами в вышеперечисленных районах и регионах Оренбургской области в целом совпадает с увеличением как общей заболеваемости, так и онкологической патологии, представленных в работах В.М. Боева и соавт. (2002, 2004, 2013) [13; 111; 14].
