ІНСТИТУТ ГІГІЄНИ ТА МЕДИЧНОЇ ЕКОЛОГІЇ

ім.О.М.Марзеєва АМН України

КРАЄВА ЛЮДМИЛА ОЛЕКСАНДРІВНА

УДК: 614.71; 616.21/22; 616-093/-098

ВПЛИВ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ПРОМИСЛОВОГО МІСТА НА ЗАХВОРЮВАНІСТЬ ГОСТРОЮ ЛОР-ПАТОЛОГІЄЮ

14.02.01. - Гігієна

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ – 2002

Дисертація є рукописом

Робота виконана в Інституті гігієни та медичної екології

ім. О.М.Марзеєва АМН України

Науковий керівник: доктор біологічних наук,

Антомонов Михайло Юр’євич,

Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва

АМН України, завідуючий відділом

Офіційні опоненти: доктор медичних наук,

Корчак Галина Іванівна,

Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва

АМН України, завідуюча лабораторією

доктор медичних наук, професор,

Яворівський Олександр Петрович,

Національний медичний університет ім. О.О.Богомольця,

завідуючий кафедрою

Провідна установа: Інститут медицини праці АМН України,

відділ епідеміологічних досліджень, м. Київ

Захист відбудеться 22 листопада 2002 року о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.604.01 Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва АМН України за адресою: 02660, м.Київ-94, вул. Попудренка, 50.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гігієни та медичної екології

ім. О.М.Марзеєва АМН України за адресою: м.Київ, вул. Попудренка, 50.

Автореферат розіслано 25 вересня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Селезньов Б.Ю.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Різка якісна зміна біосфери, яка відбулася майже в усіх країнах світу за останні 50 років, є основним проявом сучасної екологічної кризи. Різноманітного забруднення фізичними й хімічними факторами зазнали атмосфера, літосфера і гідросфера (А.М.Сердюк, Є.І.Гончарук, Ю.І. Кундієв, 1990, 2000). За даними багатьох дослідників населення відчуває на собі сумісний вплив багатьох фізичних та хімічних факторів. Але інтенсивніше над усе забруднюється атмосферне повітря – найбільш рухливий компонент середовища. Тому саме повітря має виняткове значення в загальному забрудненні та його наслідках (В.Є.Присяжнюк, І.С.Кіреєва, І.О.Черниченко, 2000). Викиди відходів у навколишнє середовище і нераціональне природокористування, сировинна орієнтація виробництва привели до нинішнього стану атмосфери в Україні, який можна класифікувати як загрозливий.

За даними В.Є.Присяжнюка, В.М.Доценко (1999) найбільший в Україні Придніпровський економічний регіон за рівнем забруднення й деградації навколишнього природного середовища займає одне з провідних місць в Україні: більш 80% його населення мешкає в містах із вираженим техногенним навантаженням. Місто Дніпродзержинськ виділяється в цьому регіоні як центр чорної металургії, хімічної промисловості, машинобудування та будівництва. Великі рівні забруднюючих речовин, які надходять в атмосферне повітря від промислової діяльності, несприятливі рельєфні та метеорологічні умови, розміщення підприємств у районі житлової забудови обумовлюють високі рівні забруднення атмосфери міста. В атмосферне повітря викидається більше 100 забруднюючих речовин, багато з яких відносяться до I-II-го класів небезпеки. За останні 10 років перевищення рівня деяких інгредієнтів у 2-5 і більше разів відмічалися не тільки за максимальними разовими концентраціями, але й за середньорічним значенням вмісту шкідливих речовин в атмосфері міста. В повітрі одночасно присутні інгредієнти, які сумісно негативно впливають на організм людини і викликають мультифакторні хвороби (О.М. Тимченко, О.И. Турос, 1995).

Відомо, що забруднене атмосферне повітря впливає на розвиток багатьох хвороб серед населення, особливо дітей (Н.С.Полька, О.І.Бердник, О.І.Тимченко, 2001). Шкідливі фактори зовнішнього середовища поряд з усіма системами організму впливають також на його імунну систему (О.І.Винарська, 2000) і сприяють збільшенню захворюваності, в тім числі інфекційної природи.

Останнім часом все більшого значення в розвитку захворювань набувають умовно-патогенні мікроорганізми, що свідчить про порушення захисних сил організму людини, особливо в умовах забрудненого довкілля. За таких умов банальні мікроорганізми, які мають деякі фактори патогенності, здатні викликати захворювання нарівні з патогенними. Цей процес являє собою конфлікт макроорганізму з його власною умовно-патогенною мікрофлорою внаслідок неадекватності імунних реакцій (Izurieta H.S., Youngblood T. ets., 1997).

Для вирішення проблеми популяційного здоров'я у зв'язку зі зміною факторів довкілля потрібні інформаційні системи та системи територіального медико-екологічного моніторингу (М.Ю.Антомонов, 2000). Найбільш доцільним може бути використання геоінформаційних систем з великими базами даних за декілька років, які охоплювали б різні показники на даній території, дозволяли планувати та організовувати збір інформації, статистично обробляти її і, таким чином, з'ясовувати закономірності процесів, встановлювати причинно-наслідковий зв'язок цих явищ, а також проводити епідеміологічний прогноз.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до планів науково-дослідницьких робіт ІГМЕ ім. О.М.Марзеєва "Розробка уніфікованого програмного забезпечення й впровадження його в практику санепідслужби для підвищення ефективності її роботи" (№ держ-реєстрації 0196U024340) і "Розробка інформаційних технологій аналізу результатів гігієнічних досліджень з використанням сучасних математичних, програмних і компютерних засобів" (№ держреєстрації 0101U001137).

Мета роботи – дослідити вплив забруднення атмосферного повітря на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією та імунітет, а також на патогенні властивості деяких збудників інфекційних процесів верхніх дихальних шляхів на прикладі м. Дніпродзержинська.

Для реалізації мети було необхідно вирішити такі завдання:

1. Дати аналіз забруднення атмосферного повітря, встановити його основні чинники та особливості розподілу на території міста.

2. Визначити захворюваність гострою ЛОР-патологією та стан антитоксичного протидифтерійного імунітету населення, яке мешкає в районах з різними рівнями забруднення атмосферного повітря.

3. Вивчити вплив забруднення атмосферного повітря на деякі фактори патогенності коринебактерій та інших збудників гострої ЛОР-патології.

4. Розробити геоінформаційні системи стану атмосферного повітря міста й захворюваності населення гострою ЛОР-патологією.

Об’єкт дослідження: залежність захворюваності населення м. Дніпродзержинська гострою ЛОР-патологією, рівня імунітету до дифтерії та прояву деяких факторів патогенності мікроорганізмів, які виділяються при гострій ЛОР-патології, від рівня забруднення атмосферного повітря.

Предмет дослідження: шкідливі фактори атмосферного повітря промислового походження, захворюваність населення гострою ЛОР-патологією, рівень імунітету до дифтерії серед мешканців міста, біологічні властивості коринебактерій та інших мікроорганізмів, виділених від обстежених людей.

Методи досліджень:1) санітарно-хімічні методи дослідження забруднення атмосферного повітря; 2) гігієнічні методи оцінки рівня забруднення атмосферного повітря та його впливу на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією, а також розрахунків критичних рівнів забруднення атмосферного повітря; 3) епідеміологічні методи вивчення захворюваності населення; 4) мікробіологічні методи дослідження клінічного матеріалу від людей; 5) імунологічний метод вивчення рівня імунітету до дифтерії; 6) методи вивчення факторів патогенності мікроорганізмів; 7) методи математичного та картографічного аналізу баз даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на основі особливостей зонального розподілу забруднення атмосферного повітря при використанні геоінформаційної системи встановлено залежність захворюваності гострою ЛОР-патологією, імунного статусу та факторів патогенності мікроорганізмів від ступеня забруднення атмосферного повітря в межах промислового міста, що дає можливість здійснювати більш ефективне адресне планування та впровадження комплекса першочергових оздоровчих заходів серед відповідних груп населення та профілактичні міроприємства щодо зниження рівнів забруднення. При цьому проведено розподіл території м. Дніпродзержинська на зони з різними рівнями забруднення атмосферного повітря та встановлено відповідні до них рівні захворювання населення міста гострою ЛОР-патологією. Виявлено значущість окремих інгредієнтів забруднення атмосферного повітря на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією. Розраховано критичні рівні забруднення атмосферного повітря всіма чинниками та окремими інгредієнтами, які сприяють захворюванності населення міста гострою ЛОР-патологією. Встановлено можливість зміни вірулентності та чутливості до антибіотиків серед штамів коринебактерій в умовах дії шкідливих речовин атмосферного повітря. Вперше розроблено геоінформаційну систему (ГІС) стану атмосферного повітря м. Дніпро-дзержинська та захворюваності населення гострою ЛОР-патологією.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати стосовно зонального розподілення забруднення атмосферного повітря та захворюваності гострою ЛОР-патологією використовуються санепідслужбою міста при плануванні профілактичних міроприємств та передаються в органи держадміністрації. Створено і впроваджено в практику роботи Дніпродзержинської міської санітарно-епідеміологічної станції медико-екологічну геоінформаційну систему міста (Акт впровадження № 163 від 21.03.2001р.). В роботі бактеріологічної лабораторії СЕС міста використовується комп'ютерна програма з обліку бактеріологічних досліджень від хворих на гостру ЛОР-патологію, імунного статусу населення до дифтерії та правця, а також факторів патогенності у виділених коринебактерій (Акт впровадження № 76 від 01.02.1997 р.). Створено й наповнено базу даних з гострої ЛОР-патології серед населення м.Дніпродзержинська за 1995-2002 рр. Створено і впроваджено в практику роботи науково-виробничого комплексу "Электрон" м. Санкт-Петербурга геоінформаційну систему для аналізу та прогнозування захворюваності населення (Акт впровадження від 26.11.2001р.).

Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні програми, методичного підходу до виконання наукових досліджень, збору, обробки, аналізу отриманих даних, до підготовки та впровадження медико-профілактичних заходів. Самостійно було виконано мікробіологічні дослідження клінічного матеріалу від людей м. Дніпро-дзержинська, серологічні дослідження з вивчення імунного статусу населення міста стосовно дифтерії, дослідження з вивчення зміни властивостей мікроорганізмів під впливом негативних факторів довкілля, проаналізовано захворюваність населення міста на гостру ЛОР-патологію. Безпосередньо зібрано статистичний матеріал, написано всі розділи роботи, а також взято участь у розробці геоінформаційної системи міста, створенні комп'ютерної програми та наповненні бази даних по гострій ЛОР-патології та імунітету до дифтерії. Взято участь у проведенні аналізу статистичних даних, формуванні критеріїв оцінки впливу забрудненого атмосферного повітря на захворюваність населення та рівень імунітету до дифтерії. Сформульовано основні висновки та пропозиції. Особистий внесок становить понад 80%.

Апробація результатів дисертації. Результати доповідались на: науково-практичній конференцiї "Інформаційні технології в охороні здоров'я та практичній медицині" (м.Київ, 2001р.); науково-практичному семінарі "Програмне забезпечення санепідслужби України: потреби, стан та перспективи" (м.Київ, 1999р.); науково-практичному семінарі "Применение новых методов в изучении заболеваемости населения" (м.Дніпропетровськ, 1997р.); практичному семінарі "Применение программного комплекса по учету бакисследований на дифтерию в работе бактериологических лабораторий" (м.Дніпродзержинськ, 1998р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 друкованих робіт: у двох збірниках наукових праць, одному науковому журналі та матеріалах і тезах трьох конференцій, в тім числі три - у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 160 сторінках машинописного тексту. Робота складається з вступу, аналітичного огляду літератури, опису матеріалів та методів досліджень, 5 розділів власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаної літератури, що включає 386 джерел країн СНД та 75 зарубіжних. Ілюстрована 74 таблицями, 15 малюнками, 4 діаграмами. Має 10 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито сутність наукової проблеми щодо захворюваності населення та стану його імунної системи під впливом забруднення атмосферного повітря, обґрунтовано актуальність теми і необхідність проведення дослідження, сформу-льовано його мету та завдання, визначено наукову новизну, практичну цінність роботи.

У розділі 1 наведено аналітичний огляд літератури з проблеми впливу забруднення атмосферного повітря на захворюваність населення, в тому числі - дихальної системи, а також стан імунної системи людей, які мешкають в районах з різними рівнями забруднення атмосферного повітря. В розділі розглянуто питання наявності факторів патогенності у мікроорганізмів та їх роль у виникненні захворювань серед людей, які мешкають в умовах забрудненого повітря. На основі узагальнення приведених даних літератури обґрунтовано висновок про необхідність проведення досліджень з метою виявлення залежності захво-рюваності населення гострою ЛОР-патологією, рівня імунітету на прикладі дифтерії, а також патогенних властивостей коринебактерій від ступеню забруднення атмосферного повітря.

У розділі 2 представлено об'єкти, обсяг і методи досліджень, які застосовувались для вирішення поставлених завдань (табл. 1).

Проведено аналіз даних щодо разових концентрацій 12-ти забруднюючих речовин у приземному прошарку атмосфери міста, розраховано середньодобові та середньорічні концентрації даних речовин згідно РД 52.04.186-89 (1991). Оцінка забруднення атмосферного повітря проводилась з урахуванням кратності перевищення показників забруднення всіма чинниками (?ПЗ) їх нормативного значення (ГДЗ) і включала визначення рівня забруднення та ступеню його небезпечності. Крім того проводилось визначення показника забруднення (ПЗ) атмосферного повітря кожним з дванадцяти інгредієнтів шляхом співставлення показника забруднення (ПЗ) з показником гранично допустимого забруднення (ГДЗ) згідно з нормативно-технічною документацією (ДСП, затв.МОЗ України, № 201, 1997).

Таблиця 1. 1

Методи і обсяг виконаних досліджень

Методи | Обсяг

1.Санітарно-хімічні та гігієнічні - для дослідження забруднення атмосферного повітря на території міста за 5 років аміаком, дівінілбензолом, діоксидом сірки, пилом, діоксидом азоту, сірководнем, сірковуглецем, фенолом, фосфорним ангідридом, ціаністим воднем, формальдегідом, бенз(а)пиреном, а також оцінки його впливу на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією та розрахунків критичних рівнів забруднення атмосферного повітря. | 72 зони

спостере-ження

2. Епідеміологічні: аналіз захворюваності населення міста гострою ЛОР-патологією за 6 років. | 19 127 населення

3. Мікробіологічні:

3.1. Дослідження клінічного матеріалу від населення міста, хворого на гостру ЛОР-патологію.

3.2. Дослідження мікробних асоціацій та їх властивостей за 3 роки.

3.3. Дослідження коринебактерій, виділених із місць рідкої локалізації за 3 роки.

3.4. Дослідження чотирьох факторів патогенності у коринебактерій, стафілококів та стрептококів, виділених від населення міста за 2 роки.

3.5. Медико-біологічний експеримент. |

16 387 досліджень

1 424 досл.

157 досліджень

4 093 дослід-ження

1 458 досл.

4. Імунологічний – визначення напруженості імунітету до дифтерії серед населення міста за 10 років. | 1 955 досл.

5. Математична та комп'ютерна обробка даних:

5.1.Створення геоінформаційної системи міста.

5.2. Створення комп'ютерних програм і наповнення баз даних по гострій ЛОР-патології, факторам патогенності коринебактерій та імунітету до дифтерії серед населення міста | 20 показників

276 401 досліджень

В роботі було використано матеріали управління екології міськвиконкому, результати досліджень, проведених санітарно-епідеміологічною службою міста та лабораторіями промислових підприємств, а також дані досліджень, проведених Київ-ським НДІП містобудування відповідно до “Методичних рекомендацій з комплексної оцінки стану навколишнього середовища великих міст” (м. Київ, 1983р., інв. № 42).

Епідеміологічні методи використовувались для вивчення стану захворюваності населення міста гострою ЛОР-патологією в порівнянні з другими містами області на підставі статистичних даних міського відділу охорони здоров'я. За даними реєстраційних журналів про звертання за медичною допомогою в поліклініки і стаціонари вивчалась захворюваність населення міста, яке мешкає в районах з різними рівнями забруднення атмосферного повітря.

Мікробіологічні дослідження клінічного матеріалу від населення проводились на базі централізованої бактеріологічної лабораторії м. Дніпродзержинська. При дослідженні матеріалу від людей, вивченні патогенних властивостей мікроорганізмів, постановці тестів з визначення чутливості мікроорганізмів до антибіотиків застосовувались мікробіологічні методи згідно встановлених наказів та методичних вказівок.

Імунологічний метод використовувався при визначенні рівня антитіл до дифтерії в крові людини за допомогою реакції пасивної гемаглютинації з використанням еритроцитарного дифтерійного антигенного рідкого діагностикума.

Статистична обробка даних включала розрахунок первинних статистичних характеристик масивів (середніх, середніх квадратичних відхилень, помилок середніх, параметрів розподілу), порявняння вибірок між собою за допомогою статистичних критеріїв (Стюдента, Фішера та інш.), використання кореляційного та регресійного аналізу. Обробка даних виконувалась за допомогою програмних засобів Excel, STATISTICA на персональних комп’ютерах.

Для наочності та достовірності обробки отриманих даних в роботі було застосовано методи картографічного аналізу баз даних за допомогою ГІС MapInfo.

Розділ 3 містить результати щодо визначення рівнів забруднення атмосферного повітря м. Дніпродзержинська дванадцятьмаінгредієнтами: аміак, дівінілбензол, діоксид сірки, пил, діоксид азоту, сірководень, сірковуглець, фенол, фосфорний ангідрид, ціаністий водень, формальдегід, бенз(а)пирен, які належать до різних класів небезпеки. Після аналізу визначених концентрацій забруднюючих речовин та урахування критеріїв їх біологічної небезпеки визначено, що основними чинниками забруднення атмосферного повітря м. Дніпродзержинська за рангом є: пил, діоксид сірки, окисли азоту, окис вуглецю та аміак.

Після перерахунку максимальних разових концентрацій окремих речовин в атмосферно-му повітрі в середньодобові територія міста була поділена на зони з різним рівнем забру-днення окремими інгредієнтами. Оскільки вплив на людину обумовлюється сумою всіх ін-гредієнтів, в роботі було визначено сумарне забруднення повітря міста (табл. 2, рис. 1).

Таблиця 2.

Ступені забруднення атмосферного повітря в м. Дніпродзержинську

за 1995-2000 рр.

Показники | Зони спостереження | № 1 | № 2 | № 3 | № 4 | № 5 | № 6 | Сумарний показник забруднення повітря (?ПЗ) | 155 | 298 | 709 | 934 | 1 228 | 1 487 | Кратність перевищення (?ПЗ/ГДЗ) | 0,9 | 1,7 | 4,1 | 5,4 | 7,1 | 8,6 | Границі діапазонів перевищення (?ПЗ/ГДЗ) | 0-1 | 1-2 | 2-4,4 | 4,4-8 | 4,4-8 | >8 | Ступені забруднення атмосферного повітря | безпеч-ний | слабко небез-печний | помірно небез-печний | небез-печний | небез-печний | дуже небез-печний |

В результаті аналізу територія міста була поділена на 6 зон з різним рівнем забруднення: від безпечного до дуже небезпечного, що дозволяє більш інтегрально вивчати забруднення різними інгредієнтами і захворюваність населення в даних зонах.

Рис.1. Розподіл сумарного впливу шкідливих речовин в атмосферному повітрі міста по зонах забруднення*.

* 1-6 – ступені забруднення атмосферного повітря, які наведені у табл.2.

У розділі 4 дається оцінка рівнів захворюваності гострою ЛОР-патологією серед населення м. Дніпродзержинська у визначених зонах за ступенем небезпечності забруднення атмосферного повітря. До гострої ЛОР-патології віднесено такі захворювання, як: ангіни, в тому числі з випотом, риніти, ларингіти, ларинготрахеїти, паратонзиліти, паратонзилярні абсцеси, інфекційний мононуклеоз.

Проаналізувавши рівні захворюваності населення м. Дніпродзержинська в шести визначених зонах з різними рівнями забруднення атмосферного повітря, можна стверджувати, що захворюваність населення гострою ЛОР-патологією значно зростає серед людей, які живуть в умовах забрудненого атмосферного повітря (p<0,01). Так, якщо захворюваність гострою ЛОР-патологією людей, які мешкають в районах з безпечним рівнем забруднення повітря, прийняти за 100%, то така ж захворюваність людей, які живуть в умовах забрудненого повітря, зростає разом зі збільшенням ступеню небезпечності атмосферного повітря, наприклад, в дуже небезпечній зоні міста - в 3 рази. (Рис. 2). Найбільшу залежність в разі захворювання гострою ЛОР-патологією від забруднення атмосферного повітря виявляли люди віком від 35 років і більше.

З усієї гострої ЛОР-патології найбільший відгук на забруднення атмосферного повітря було встановлено в захворюванні ринітами, ларингітами, ларинготрахеїтами, а також паратонзилітами та паратонзилярними абсцесами, захворюваність якими серед населення міста з різними рівнями забруднення атмосферного повітря відрізняється майже в 2 рази.

Рис.2. Лінія регресії між рівнями забруднення атмосферного повітря ( PZ/GDZ –кратність перевищення ?ПЗ/ГДЗ) та захворюванням населення

м. Дніпродзержинська на гострі ЛОР-хвороби (lor – рівень захворюваності в %% в порівнянні з мінімальним).

Для опису залежності захворюваності від декількох інгредієнтів, що є присутніми в атмосферному повітрі міста, були побудовані багатофакторні моделі. Для них були розраховані бета- коефіцієнти, що дозволяють порівнювати ефективності впливу того чи іншого інгредієнта на зміну захворюваності визначеної нозологічної групи. З усіх досліджуваних інгредієнтів у збільшення захворюваності гострою ЛОР-патологією найбільший "внесок" має аміак, потім у міру значимості впливають: діоксид сірки, пил, фосфорний ангідрид.

В роботі були розраховані критичні рівні для аміаку, які вказують на те, що при перевищенні ГДЗ у 2,2 рази захворюваність гострою ЛОР-патологією буде вірогідно відрізнятися від фонового значення. В умовах такого й більшого перевищення ГДЗ мешкає більша частина населення міста (52,1%). Критичні рівні для діоксиду сірки становлять перевищення ГДЗ у 10,2 рази. За цих умов проживає 99 334 чол., тобто 51,3% населення. Критичні рівні для пилу дорівнюють таким концентраціям, які перевищують значення ГДЗ у 4 рази. В цій зоні мешкає 62,4% населення міста. Крім того, було розраховано пороги по сумарному показнику забруднення атмосферного повітря всіма чинниками, який для гострої ЛОР-патології становить перевищення ГДЗ по сумарному показнику забруднення в 1,74 рази. За таких умов мешкає 56,4% населення.

За цих умов уникненню розвитку гострої ЛОР-патології повинен сприяти нормальний стан імунної системи. Вивченню стану імунітету населення на прикладі антитоксичного протидифтерійного імунітету сприяв той факт, що у зв’язку з епідемією дифтерії в Дніпродзержинську на протязі 1994-1996 рр. була проведена імунізація більшої частини як дитячого, так і дорослого населення проти вказаної інфекції. Тому було доцільним провести аналіз стану імунітету населення при дії різних рівнів забруднення атмосферного повітря на прикладі імунітету до дифтерії. Визначення рівню імунітету до дифтерії серед дітей (і підлітків) та дорослих проводилося з урахуванням рівня забруднення атмосферного повітря в місцях проживання обстежених. Серед обох досліджуваних груп були отримані подібні залежності. Так, серед населення, яке проживає в зоні з безпечним рівнем забруднення атмосферного повітря, найбільша кількість обстежених мала вміст антитоксичних антитіл 0,1 МО/мл, що є захисним рівнем циркулюючих антитіл. У людей, які проживають в зоні слабко небезпечного та помірно небезпечного забруднення повітря, вміст антитіл дорівнював 0,01 МО/мл, тобто був мінімальним рівнем циркулюючих антитіл, які забезпечують деякий ступінь захисту від дифтерії. У мешканців зон з небезпечним і дуже небезпечним рівнями забруднення атмосферного повітря вміст антитоксичних антитіл серед обстежених був < 0,01 МО/мл, що свідчило про сприйнятливість до дифтерії.

Розділ 5. При надходженні мікроба до верхніх дихальних шляхів людини насамперед вмикається система місцевого імунітету, яка зосереджена в слизових оболонках: антиадгезивні фактори (IgA антитіла, продукти секретів), механічне самоочищення (мукоціліарний транспорт, вимивання, чихання, кашлюк), біоцидні та біостатичні фактори (слина, сльоза), макрофаги епітелію. Але будь-яке порушення нормального стану слизових оболонок знижує їх опірність до інфекції. Майже всі з досліджуваних інгредієнтів (аміак, особливо в сполученні з сірководнем, окисли азоту, ціаністий водень, сірковуглець, фенол, нафталін, формальдегід, фосфорний ангідрид, діоксид сірки) мають місцеву подразнюючу дію, тобто порушують нормальний стан слизових оболонок верхніх дихальних шляхів. За цих умов велику роль відіграють фактори патогенності мікроорганізмів.

В роботі вивчались здатності мікроорганізмів (коринебактерій та коків) до колонізації у зоні первинного інфікування на прикладі адгезивної властивості, інвазивні здібності за рахунок нейрамінідази, токсигенні властивості на прикладі гемолізинів та гемаглютининів.

Оскільки бактеріологічні дослідження, аналіз яких наведено в даній роботі, були розпочаті у період, коли епідемія дифтерії ще не була ліквідована, то основну увагу при дослідженні клінічного матеріалу від хворих на гостру ЛОР-патологію приділяли мікробному пейзажу за рахунок коринебактерій. Паралельно враховували також деякі інші збудники госторої ЛОР-патології, зокрема стафілококи та стрептококи.

У результаті вивчення факторів патогенності мікроорганізмів на прикладі 809 коринебактерій було встановлено, що фактори патогенності вірогідно (p<0,01) більш виражені у C.diphtheriae, ніж у інших коринебактерій: 1) 51-52% штамів C.diphtheriae мають гемолітичну і гемаглютинуючу активності в титрі 1:4, а 5% - навіть у титрі 1:32, у той же час інші коринебактерії виявляють меншу гемолітичну і гемаглютинуючу активності. З усіх коринеформних бактерій 47-50% не виявляють гемолітичної і гемаглютинуючої активності, 33 - 40% виявляють гемолітичну і гемаглютинуючу активність у титрі 1:2; і лише 8-12% виявляють їх у титрі 1:4; 2) адгезивні властивості інших представників роду коринебактерій також менш виражені, ніж у C.diphtheriaе. Висока адгезивна активність виявлялась лише у 5% C.diphtheriaе. Середню активність мають 28% C.diphtheriae і тільки 5% - інші коринебактерії. Слабка адгезія виявлена у 57% C.diphtheriae і в 94% інших коринебактерій; 3) нейрамінідазна активність також більше виражена у C.diphtheriae, 45,0% штамів перешкоджають склеювання еритроцитів з вірусом грипу в титрі 1:2, 26,0% - у титрі 1:4, і навіть 12% - у титрі 1:16, у той час, як у більшості (67,0%) інших коринебактерій нейрамінідазну активність не виявлено, а 30,0% мають її у титрі 1:2. Але можна стверджувати (p<0,01), що фактори патогенності також мають C.pseudotuberculosis, C.urealyticum, C.auris, C.ulcerans, C. xerosis і в деякій мірі C.pseudodiphtheriticum.

Оскільки причиною гострої ЛОР-патології, особливо ангін, досить часто бувають стафілококи і стрептококи, в роботі було вивчено фактори патогенності 25 штамів мікроорганізмів роду Staphylococcus і 25 штамів роду Streptococcus, виділених від людей з гострою ЛОР-патологією. Більшість з двох представлених груп мікроорганізмів виявляють гемолітичну активність у досить високих титрах: 1:4-1:16, але мають низьку адгезивну активність (р<0,01).

Крім того, в роботі вивчалась вірулентність коринебактерій, виділених від людей, які мешкають в районах з різним екологічним навантаженням. Для цього було використано розподіл людей на 3 групи: 1) населення, яке живе і працює (навчається) в чистій зоні міста; 2) населення, яке живе в чистій зоні міста, а працює (навчається) - в забруднених районах; 3) населення, яке і живе і працює (навчається) в зонах міста із забрудненим атмосферним повітрям. Аналіз показав, що у першої групи людей виділялися коринебактерії, які у своїй більшості (42-54%) не мали гемолітичної, гемаглютинуючої і нейрамінідазної активністі, а адгезивні властивості виявлялися на “+”. У людей другої групи основну масу (37- 49%) складали коринебактерії з гемолітичною, гемаглютинуючою і нейрамінідазною активністю в титрі 1:2, а адгезивна активність залишалася такою ж - “+”. У людей третьої групи виділялися коринебактерії, які мали в більшості випадків такі ж по інтенсивності фактори патогенності, як і в людей другої групи. Але в цій групі, на відмі-ну від другої і першої, стали з'являтися високовірулентні штами з гемолітичною, гемаглю-тинуючою і нейрамінідазною активністю до титру 1:32 і адгезивними властивостями на “++++”.

Але ці зміни вірулентності коринебактерій вивчались серед штамів, виділених від людей, які мешкають в районах міста з різними рівнями забруднення атмосферного повітря. При вивченні дії (in vitro) тих інгредієнтів, з якими пов'язане збільшення захворюваності населення міста, безпосередньо на самі мікроорганізми роду Corynebacterium та зміну їх вірулентності було отримано подібні результати. Для досліджень було обрано наступні ігредієнти: окис вуглецю, бенз(а)пирен, діоксид сірки і пил, як більш важливі інгредієнти, що мають токсичну та сенсибілізуючу дію на живі організми і перевищення допустимої концентрації яких в атмосферному повітрі міста відмічається на протязі багатьох років.

Експерименти проводилися на дев'яти штамах мікроорганізмів роду Corynebacterium та чотирьох штамах коків у трьох повторностях при трьох різних експозиціях (10хв., 30хв., 60 хв.) і при різних концентраціях інгредієнтів в атмосферному повітрі. В результаті експерименту було встановлено, що концентрації окису вуглецю більше 15 мг/м3, бенз(а)пирена - 15 нг/м3 сприяли збільшенню вірулентності коринебактерій після експозиції 30 хвилин і більше. Концентрації діоксиду сірки та пилу 2,0 мг/м3, також збільшували вірулентність досліджуваних штамів коринебактерій. Серед штамів коків подібних достовірних змін не відбувалось.

Розділ 6 містить результати експериментальних досліджень щодо зміни чутливості коринебактерій до антибіотиків під впливом окису вуглецю, бенз(а)пирену, діоксиду сірки і пилу за умов, представлених у розділі 5. Після експозиції в 60 хвилин при максимальній концентрації всіх інгредієнтів зменшилася чутливість штамів C.diphtheriae до антибіотиків пеніцилінового ряду і макролідів, причому, до пеніциліну й оксациліну вона була зовсім втрачена. З усіх умовно-патогенних коринебактерій тільки два штами, C.pseudodiphtheriticum і C.xerosis, зменшили чутливість до антибіотиків (двох препаратів пеніцилінового ряду).

Встановлено, що C.diphtheriae var. gravis (tox+) поряд з підвищенням концентрації інгредієнтів та часу експозиції достовірно (p<0,05) зменшували чутливість до таких антибіотиків, як ампіцилін, еритроміцин, пеніцилін, фузидін, канаміцин, оксацилін. C.diphtheriae var. gravis(tox-) під впливом максимальних концентрацій обраних інгредієнтів та максимального часу експозиції достовірно (p<0,05) зменшили чутливість до еритроміцину, доксицикліну, пеніциліну, оксациліну. Представники C.diphtheriae var. mitis (tox-) достовірно (p<0,05) зменшили чутливість до ампіциліну, еритроміцину, доксицикліну, пеніциліну, оксациліну. Мікрорганізми роду C.diphtheriae var. belfanti (tox-) достовірно (p<0,05) зменшили чутливість до ампіциліну, пеніциліну, оксациліну. Штами C.pseudodiphtheriticum достовірно (p<0,05) зменшили чутливість до еритроміцину, рифампіцину, пеніциліну, оксациліну. Представники C.xerosis достовірно (p<0,05) зменшили чутливість до пеніциліну, оксациліну.

Підвищення концентрації досліджуваних інгредієнтів до максимальних значень привели до зниження антибіотикочутливості всіх штамів коринебактерій до ампіциліну, пеніциліну та оксациліну. Більшість штамів зменшили чутливість до еритроміцину та карбеніциліну, половина штамів - до канаміцину. Окремі зміни чутливості до одного або двох антибіотиків відбувались серед усіх штамів досліджуваних коринебактерій.

Таким чином, збільшення часу експозиції даних інгредієнтів мало вплив на зниження чутливості всіх досліджуваних мікроорганізмів до пеніциліну та оксациліну, більшості штамів - до еритроміцину. Зменшення чутливості до антибіотиків під впливом збільшення часу експозиції інгредієнтів відбувалось майже серед усіх досліджуваних коринебактерій.

Реакція коринебактерій на вплив підвищеної концентрації зазначених інгредієнтів небезпечна тим, що змінилася чутливість до антибіотиків в основному у коринебактерій дифтерії. Крім того, зміна чутливості торкнулася групи макролідів, особливо ерітроміцина, що є препаратом вибору при лікуванні дифтерії антибіотиками. Таким чином, зміна вірулен-тності коринебактерій та антибіотикочутливісті відбувалась як в організмі хазяїна, так і поза його межами. Враховуючи, що при надходженні у верхні дихальні шляхи подразнюючих хімічних речовин відбувається порушення місцевого імунітету людини, факт збільшення вірулентності коринебактерій під впливом тих же чинників набуває більшої важливості.

Розділ 7. Для вирішення завдання сумісної обробки даних, які стосуються забруднення атмосферного повітря міста і захворюваності населення даної території було обрано метод розробки та використання геоінформаційних систем (ГІС). Для цього було створено цифрову карту міста в форматі ГІС MapInfo. З цією метою було виконано геокодування даних з різних рівнів забруднення атмосферного повітря на території міста в системі координат електронної карти міста та геокодування даних щодо захворюваності населення міста гострою ЛОР-патологією в тій же системі координат. За основу ГІС було обрано такі шари (та частини шарів) електронної карти міста: будівлі, вулиці міста, житлові квартали міста, гідрографія - річки й водоймища, рослинність.

Вирішення задачі геокодування даних щодо захворюваності населення виконувалося в декілька етапів: 1) приведення адресних даних (вулиця й номер будівлі) записів таблиці шару будівель в електронній карті та адресних даних записів таблиці захворюваності до одного формату; 2) виділення в окрему таблицю даних про адреси домів шару будівель з електронної карти разом з координатами; 3) порівняння адресних даних таблиць захворюваності і отриманої окремої таблиці та присвоєння координат записам з таблиці захворюваності; 4) конкретно геокодування таблиці захворюваності, а саме - відмічання крапок, які співвідносяться із записами таблиці захворюваності на окремому шарі робочої ГІС. Для реалізації перших трьох етапів було використано спеціально розроблене прикладне програмне забезпечення.

Геокодування даних про різні рівні забруднення атмосферного повітря на території міста в системі координат електронної карти міста включало в себе 1) сканування та обробку для підвищення якості зображення даних забруднення атмосферного повітря на території міста; 2) прив'язку растрового (відсканованого) зображення даних забруднення атмосферного повітря на території міста до координатної системи електронної карти міста; 3) оцифровку растрового зображення (приведення до векторного формату даних таблиць MapInfo) - отримання шарів робочої ГІС, які стосуються забруднення атмосферного повітря окремими інгредієнтами. Обробка від-сканованого зображення проводилась за допомогою програмного забезпечення Adobe.

В роботі досліджувались зони розподілу різного ступеню забруднення атмосферного повітря м. Дніпродзержинська дванадцятьмаінгредієнтами та їх сумарним показником забруднення, а також захворюваність населення міста ЛОР-патологією. Створена геоінформаційна система включає в себе дані про 193 617 чол. населення

м. Дніпродзержинська. Дослідження проводились в 1995-2000 рр. За цей час у базу було внесено дані про 19 127 випадків гострої ЛОР-патології та дані щодо рівня імунітету до дифтерії серед 1 955 мешканців міста. За допомогою можливостей ГІС виконано аналіз розподілу захворювань населення міста гострою ЛОР-патологією залежно від рівня забруднення атмосферного повітря (рис. 3).

Рис. 3. Вплив різних рівнів сумарного забруднення атмосферного повітря на захворюваність населення міста гострою ЛОР-патологією*.

* 1-6 – рівні сумарного забруднення атмосферного повітря міста.

Рис. 4. Розподіл захворюваності гострою ЛОР-патологією вздовж основних автомагістралей міста.

Винятковою властивістю ГІС стало надання можливості наочного та досить швидкого аналізу впливу токсичних викидів від автотранспорту на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією. Для цього було створено додатковий шар у даній ГІС, який виділяє автомагістралі міста. Як видно з рисунка 4, основна кількість випадків інфекційної ЛОР-патології сконцентрована саме біля автомагістралей.

ВИСНОВКИ

1. Виявлено вплив забруднення атмосферного повітря техногенного походження на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією, рівень імунітету до дифтерії, а також вірулентність коринебактерій.

2. За допомогою розрахунку сумарного показника забруднення атмосферного повітря (за дванадцятьма чинниками) встановлено, що територія Дніпродзержинська має 6 зон за ступенем небезпечності забруднення. Кратність перевищення ?ПЗ/ГДЗ знаходиться у межах 0,9-8,6, що відповідає ступеням від безпечного до дуже небезпечного. За коефіцієнтом відносної агресивності та масою річного викиду визначено, що основними чинниками забруднення атмосферного повітря м. Дніпро-дзержинська за рангом є: пил, діоксид сірки, окисли азоту, окис вуглецю, аміак.

3. Встановлено високу достовірність залежності захворюваності населення м. Дніпродзержинська гострою ЛОР-патологією від ступеню забруднення атмосферного повітря (р<0,01). Показано, що захворюваність населення гострою ЛОР-патологією відрізняється до 3 разів між дуже небезпечною та безпечною зонами, при цому в небезпечній зоні мешкає 60,1 % населення міста, що обумовлює загальний високий рівень захворюваності органів дихання серед населення м. Дніпро-дзержинська.

4. З’ясовано, що серед семи досліджуваних нозологічних одиниць гострої ЛОР-патології найбільший відгук на забруднення атмосферного повітря отримано за рахунок ринітів, ларингітів, ларинготрахеїтів, а також паратонзилітів та паратонзилярних абсцесів (р<0,001). Встановлено, що захворюваність населення гострими запальними явищами відрізняється в 2,2 рази між дуже небезпечною та безпечною зонами, захворюваність паратонзилітами та паратонзилярними абсцесами відрізняється в 1,8 рази між дуже небезпечною та безпечною зонами.

5. Доведено, що на рівень захворюваності гострою ЛОР-патологією більш за все впливають аміак, діоксид сірки, пил, фосфорний ангідрид. Розраховано концентрації окремих інгредієнтів та сумарного показника забруднення атмосферного повітря, в межах перевищення ГДК у 2,2-10,2 рази, при яких відбувається вірогідне збільшення рівню захворюваності. Встановлено, що в таких умовах мешкає 56,4% населення міста.

6. Аналіз рівнів загального специфічного імунітету населення міста на прикладі імунітету до дифтерії показав, що 57,6% дітей та підлітків, а також 44,9% дорослих сприйнятливі до дифтерії, тобто мали рівень антитоксичних антитіл <0,01 МО/мл. Більшість сприйнятливого до дифтерії населення міста проживає в небезпечних зонах за ступенем забруднення атмосферного повітря, що підтверджує наявність за цих умов зв’язку “забруднення атмосферного повітря – стан імунної системи – захворюваність гострою ЛОР-патологією”.

7. Встановлено залежність прояву факторів патогенності (гемолітичної, гемаглютинуючої, нейрамінідазної та адгезивної властивостей) серед штамів в експериментальних умовах (р<0,05) та виділених від людей, які проживають і працюють або навчаються в забруднених районах міста. За цих умов гемолітична, гемаглютинуюча та нейрамінідазна активності окремих штамів сягали титру 1:32, а адгезивні властивості дорівнювали “++++”, що дає підставу розглядати встановлене явище як значущий фактор в захворюваності гострою ЛОР-патологією.

8. Показано, що використання нових інформаційних технологій, геоінформаційних систем, дозволяє швидко, достовірно й наочно встановлювати залежність захворюваності населення від просторово-розподілених факторів довкілля.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Краева Л.А. Определение факторов патогенности у представителей рода Corynebacterium в экологически неблагополучных районах // Гигиена населенных мест. – Вып. 37.- К., 2000. – С.438-441.

2. Краева Л.А., Антомонов М.Ю. Влияние выбросов промышленных предприятий на заболеваемость рабочих дифтерией // Гигиена населенных мест.- Вып. 38.-Т.2.- К., 2001.-С. 438-441.

3. Краева Л.А., Яцына А.Г., Антомонов М.Ю. Выявление факторов, влияющих на напряженность иммунитета к дифтерии у жителей г.Днепродзержинска. // Вісник проблем біології і медицини.- Вип. 1.- Полтава, 2001.- С.36-42.

4. Краева Л.А., Краев С.Б., Антомонов М.Ю. Использование геоинформационных систем при изучении влияния вредных факторов окружающей среды на заболеваемость населения в г.Днепродзержинске // Інформаційні технології в охороні здоровя та практичній медицині: Наукові праці.-К., 2001.- С.59-61.

5. Краева Л.А., Радченко А.Г. Влияние определенных ингредиентов в отходах промышленных предприятий на уровень заболеваемости населения и изменение биологических свойств микроорганизмов // Проблеми епідеміології, екології та гігієни: Матер. наук.-практ. конф. (жовтень 2001р., м. Дніпропетровськ).- Дніпропетровськ, 2001.-С.255-257.

6. Краева Л.А., Манина Ж.Н. Распространенность и биологические свойства микроорганизмов рода Corynebacterium при различных заболеваниях людей // Проблеми епідеміології, екології та гігієни: Матер. наук.-практ. конф. (жовтень 2001р., м.Дніпропетровськ).- Дніпропетровськ, 2001.-С.128-129.

Анотації

Краєва Л.О. Вплив забруднення атмосферного повітря промислового міста на захворюваність гострою ЛОР-патологією. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.02.01 - гігієна.- Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва АМН України. Київ, 2002.

Дисертацію присвячено виявленню впливу забруднення атмосферного повітря на захворюваність населення гострою ЛОР-патологією, в тім числі інфекційної природи, рівень імунітету (на прикладі імунітету до дифтерії), а також на зміну вірулентності коринебактерій (in vivo et in vitro). Встановлено залежність рівня захворюваності населення гострою ЛОР-патологією та імунітету до дифтерії від ступеню небезпечності забруднення атмосферного повітря в місцях мешкання. Розраховані критичні рівні для окремих чинників та сумарного показника забруднення атмосферного повітря при гострій ЛОР-патології. Визначені гемолітичні, гемаглютинуючі, адгезивні та нейрамінідазні властивості серед представників коринебактерій, стафілококів і стрептококів, які змінювалися у штамів коринебактерій під дією 4-х чинників забрудненого атмосферного повітря міста. Установлена зміна чутливості до антибіотиків серед коринебактерій під впливом 4-х чинників забрудненого атмосферного повітря, а також в разі мікробних асоціацій з іншими мікроорганізмами. Виявлена можливість коринебактерій викликати не тільки ЛОР-патологію, але й інші захворювання. Для отримання й обробки результатів досліджень в роботі були використані можливості геоінформаційних