Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Гигиенические аспекты распространенности заболеваний костно-мышечной системы на урбанизированных и сельских территориях

На правах рукописи

Ш АГ ЕЕ В Равиль Махиянович

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ КОСТНО-МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ И СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ

14.02.01 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 9 МАЙ 2011

Оренбург-2011

4846988

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Дунаев Василий Никандрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Березин Игорь Иванович Борщук Евгений Леонидович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Казанский

Государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится «_»_2011 года в _ часов на

заседании диссертационного Совета Д 208.066.01. при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (г.Оренбург, Парковый проспект, д.7) и на сайте www.orgma.ru с авторефератом.

Автореферат разослан «_»_ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Соловых Галина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В настоящее время условия жизни населения, формируемые различными антропогенными факторами окружающей среды как на промышленно освоенных, так и сельских территориях, определяют риск популяционному здоровью. Неблагоприятные тенденции и скорость антропогенных изменений биосферы значительно опережают адаптационные возможности организма человека. Высокие уровни содержания токсичных веществ, в том числе различных тяжелых металлов, в выбросах промышленных предприятий приводит к их кумуляции в объектах окружающей среды городских и сельских поселений и поступлению в организм человека через воду, воздух и пищевые продукты (Ревич Б.А., 1995, 1999; Боев В.М., 2002). Гигиенически значимым является как избыток и дефицит, так и дисбаланс металлов в природных объектах и в организме человека, где металлы в виде различных соединений участвуют во многих жиз-ненноважных процессах (Авцын А.П., 1997; Рахманин Ю.А., 2001). Функционирование большинства отраслей промышленности, особенно металлургической, химической, горнодобывающей, в последние годы - развитие нефтегазового комплекса, применение разного рода агрохимических технологических процессов в сельском хозяйстве приводят к постепенному изменению геохимического статуса региона, характеризующегося как обеднением, так и загрязнением природных сред различными химическими элементами (Боев В.М., 1998, 2002). Металлы и их соединения, как эубиотики, так и ксенобиотики, переходя тонкую грань нормального взаимодействия с биологическими структурами организма, вмешиваются в основные жизнеобеспечивающие процессы на органном, клеточном и субклеточном уровнях (Скальный A.B., 1999, 2002).

Здоровье человека является основополагающим фактором при решении гигиенических проблем. Гигиеническая диагностика, как среды обитания, так и связи между воздействием факторов среды и изменениями в состоянии здоровья человека, служит основой поиска доказательных оснований неблагоприятного влияния среды на человека (Сидоренко Г.И., 1995).

Несмотря на проводимые в последние годы исследования по проблеме неблагоприятного воздействия экологических факторов на организм человека остаются недостаточно изученными вопросы формирование риска развития патологии опорно-двигательного аппарата с учетом различий в антропогенной нагрузке урбанизированных и сельских территорий. Отсутствует клиническое и эпидемиологическое подтверждение научных данных, полученных лабораторно, о влиянии металлов на развитие и функционирование костной системы. Не изучены также процессы формирования антропотехногенной среды в районах нефтедобывающей промышленности при том, что в условиях промышленного освоения территорий происходит усиление процессов взаимодействия чело-

веческой популяции с продуктами своего труда, в т.ч. оказывающими неблагоприятное влияние на окружающую среду и организм человека.

Комплексный анализ содержания металлов в различных природных и биологических средах в разных антропогенных условиях позволит разработать модель взаимодействия человеческого организма с факторами среды, определить допустимый уровень риска как для монофакторов, так и для их различных комплексов. Выявление особенностей Оренбургской области в формировании антропогенной нагрузки послужит основой для разработки региональных гигиенических нормативов и обеспечит принятие рациональных и эффективных природоохранных и гигиенических мероприятий. Необходимость планируемых исследований определена постановлением Правительства РФ от 1.06.2000 г. № 426 и Региональной целевой программой «Неотложные меры по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия, профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний на 2005 - 2010 г.г.».

Цель исследования: гигиеническая оценка многосредового воздействия металлов на развитие и распространенность заболеваний костно-мышечной системы и научное обоснование их роли как факторов риска в развитии патологии KMC.

Задачи исследования:

1. Провести комплексную гигиеническую оценку содержания металлов в объектах окружающей среды (атмосферный воздух, вода водоемов, вода питьевая, пищевые продукты) урбанизированных и сельских территорий.

2. Провести анализ заболеваемости костно-мышечной системы населения Оренбургской области с выявлением особенностей с учетом территории проживания населения.

3. Установить связь содержания металлов в различных средах с показателями заболеваемости костно-мышечной системы.

4. Оценить риск здоровью населения, обосновать металлы в качестве факторов риска развития патологии KMC.

Научная новизна исследования. Впервые на примере промышленно освоенных и сельских территорий проведена комплексная оценка содержания металлов в объектах окружающей среды с учетом пространственной и временной динамики. Рассчитаны суммарные дозы металлов, определен вклад всех изучаемых сред в структуру дозы по каждому металлу. Проанализирована заболеваемость населения в группе заболеваний костно-мышечной системы, а также переломов лучевой кости, в качестве маркеров снижения минеральной плотности костной ткани, с учетом пола, возраста, территориального распространения.

Установлена достоверная корреляционная связь заболеваемости по ряду нозологий костно-мышечной системы с содержанием металлов в воздушной

среде, питьевой воде. Установлены приоритетные поллютанты и зоны риска с высокими уровнями антропогенной нагрузки металлами.

Расчетами определены уровни неканцерогенного риска здоровью, формируемого металлами в разрезе административных территорий (муниципальных образований) Оренбургской области, характеризующихся различной антропогенной нагрузкой. Определена структура риска по изучаемым средам и поллю-тантам. Научно обосновано включение в перечень веществ, тропных костной системе, металлов, как факторов риска формирование патологии костной системы.

Практическая значимость. Установлены приоритетные металлы в объектах внешней среды, определены ранговые места поллютантов и сред в формировании риска патологии KMC. Установленные корреляционные зависимости позволили доказать транслокацию металлов в объектах внешней среды. Использование металлов в качестве факторов риска патологии костно-мышечной системы повысит информативность оценки риска популяционному здоровью при осуществлении социально-гигиенического мониторинга.

С учетом приоритетных факторов риска для здоровья разработаны гигиенически обоснованные мероприятия по охране окружающей среды и здоровья населения.

Полученные эпидемиологические данные о неблагоприятном влиянии металлов на костную ткань расширяют знания в области экологии человека, способствуя пониманию механизмов формирования экологически обусловленной патологии костной системы.

Реализация результатов исследования. По результатам исследований проведены совещания-семинары со специалистами муниципальных образований западной зоны Оренбургской области, органов здравоохранения, санитарно-эпидемиологической службы Оренбургской области, с представителями служб мониторинга за состоянием окружающей среды. Материалы исследований включены в ежегодные доклады «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области» в 2006-09 годах. Результаты исследований использованы Управлением Федеральной службы Роспотребнадзора по Оренбургской области при формировании Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологической обстановке и состоянии здоровья населения Оренбургской области в 2009 г.» (акт внедрения от 25.12.2010 г.). Методические разработки использованы ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» (акт внедрения от 20.01.2011 г.). Материалы диссертации используются в учебном процессе в Оренбургской государственной медицинской академии (акт внедрения от 16.12.2010 г.), включены в программу курсов усовершенствования санитарных врачей, врачей-лаборантов в Оренбургской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: пленумах Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздрава и соцразвития РФ «Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значение и перспективы оценки» (Москва, 2005), «Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения» (Москва, 2006), «Методологические проблемы изучения и оценки био-и нанотехнологий в экологии человека и гигиене окружающей среды» (Москва, 2007); всероссийской научной конференции «Информационные технологии в науке, образовании и экономике» (Якутск, 2005); научно-практической конференции «Обеспечение санитарно-эпидемиологической безопасности населения в градостроительных решениях: проблемы, достижения, перспективы» (Москва, 2006); научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития медико-профилактического дела в Российской Федерации (Казань, 2006); международной научно-практической конференции «Здоровье и безопасность жизнедеятельности молодежи: проблемы и пути решения» (Уфа, 2006); 11-ой международной научно-практической конференции «Биоэлементы» (Оренбург, 2006); научно-практической конференции, посвященной 65-летию кафедры гигиены питания ГОУ ВПО «Пермская медицинская академия им. Акад. Е.А. Вагнера (Пермь, 2008); международной научно-практической конференции «Современные проблемы в травматологии и ортопедии» (Астана, 2008); всероссийской научно-практической конференции «Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей» (Москва, 2008).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Суммарная поглощенная доза металлов формируется как за счет загрязнения объектов окружающей среды, так и межсредового перехода поллю-тантов.

2. Распространенность заболеваний костно-мышечной системы и переломов лучевой кости, рассматриваемых в качестве маркера патологических процессов в костной ткани, находится в прямой зависимости от антропогенного загрязнения металлами.

3. Антропогенное загрязнение объектов окружающей среды металлами формирует риск патологии костно-мышечной системы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной выбору и описанию материалов и методов исследований, трех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка используемой литературы и приложений. Текст диссертации изложен на 149 машинописных страницах, иллюстрирован 14 таблицами и 58 рисунками. Указатель литературы содержит 312 источников, из них 238 отечественных и 74 иностранных авторов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из

них 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» согласно плану НИР по комплексной программе (№ государственной регистрации 01.09.80008962).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы н методы исследования. Для решения поставленных задач использован комплекс медико-гигиенических, лабораторных, эпидемиологических и статистических методов. Была проведена комплексная оценка и анализ данных социально-гигиенического мониторинга ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» по заболеваемости населения, загрязнению объектов окружающей среды, а также данных других организаций, имеющих медико-экологическую информацию.

В качестве объекта исследования было выбрано население Оренбургской области (2,2 млн.чел.), для углубленного исследования выбраны 6 районов (145,4 тыс.чел.) Западного Оренбуржья - Бугурусланский, Бузулукский, Абду-линский, Асекеевский, Пономаревский, Северный. Зоны наблюдения выбраны в соответствии с «Методическими указаниями по вопросам сбора, обработки и порядка представления данных об изменениях состояния здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей среды» №3861-85.

Анализ заболеваемости костно-мышечной системы, в т.ч. остеопорозом, проводился на основании официальных отчетных форм (№ 12) по всем административным территориям Оренбургской области, определены приоритетные территории, зоны. В качестве маркера патологии KMC, характеризующейся снижением минеральной плотности костной ткани, проведен анализ частоты переломов лучевой кости в 6-и районах Западной зоны Оренбуржья за период с 2002 по 2008 г.г. по медицинским картам пациентов ЦРБ выбранных районов наблюдения, всего проанализировано 3764 карты.

Комплексный анализ среды обитания урбанизированных территорий проводился с учетом содержания металлов (алюминий, железо, марганец, медь, молибден, ртуть, свинец, селен, хром, цинк, кадмий, никель,) в атмосферном воздухе, воде питьевой, воде водоемов, пищевых продуктах, использовались данные аккредитованных лабораторий ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области». В данной работе проанализированы результаты более 6,4 тысяч исследований воздушной среды, в качестве гигиенических нормативов использованы ПДК по ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Оценка качества воды водоемов - рек Урал и Сакмара проводилась по результатам исследований за период с 1990 г. по 2005 г. Проанализировано 840

проб воды (более 6,5 тыс. исследований). Качество воды оценивалось на соответствие требованиям ГН 2.1.5.1315-03 Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Качество питьевой воды оценивалось по 10 показателям, на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Проанализировано 3,2 тыс. проб воды за период с 1991 по 2005 г.г. Анализ безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья проводился по результатам исследований за период с 1998 г. по 2006 г. Всего проанализировано более 2,5 тысяч проб по 5 показателям. Оценка проведена в соответствии с требованиями санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

На основании полученных результатов проведен расчет суммарной дозо-вой нагрузки по металлам, определены территории повышенного риска с учетом комплексной антропогенной нагрузки в соответствии с методическими рекомендациями «Совершенствование методической схемы гигиенического прогнозирования влияния комплекса факторов окружающей среды на здоровье городского населения» (М.: МЗ РСФСР, 1990) и «Комплексное определение ан-тропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения» - № 01-19/17-17 от 26.02.96. (М., 1996).

Оценка риска проводилась по неканцерогенным эффектам с учетом Руководства Р 2.1.10.1920-04 (Москва, 2004). Проведен качественный и количественный анализ содержания металлов в изучаемых средах.

При оценке риска здоровью использовались референтные дозы (RfD) и концентрации (RfC) выбранных для анализа металлов. Для установления величины поступления химических веществ в организм человека в разные периоды жизни использованы нормативные показатели в соответствие с Методическими рекомендациями «Оценка дозовых рисков и допустимых лимитирующих концентраций ксенобиотиков в окружающей среде» (М.: ГКСЭН РФ, 1995).

Для оценки риска здоровью проводился расчет коэффициента опасности (HQ) по формуле HQ = Intake / RfD, где Intake - доза вещества (фактора), RfD -референтная доза; расчет суммарного показателя (Hazard Index), суммация осуществлялась только для факторов, воздействующих на костно-мышечную систему человека, по формуле Hazard Index (HI) = HQ] + HQ2 + ... + HQn. Данный показатель аналогичен суммарному индексу опасности (THI) при многосредо-вом поступлении вещества в организм человека.

Сбор и анализ информации о показателях здоровья проведен в соответствии с «Порядком деятельности санитарно-эпидемиологической службы по оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды», утвержденным МЗ СССР 16.05.89. (М., 1989), «Методическими указаниями по вопросам сбора, обработки и порядка представления данных

об изменениях состояния здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей среды» №3861-85.

Оценка и выработка рекомендаций по снижению риска выполнялись в соответствии с методическими рекомендациями «Оценка и обоснование приоритетных направлений снижения территориальных рисков в системе социально-гигиенического мониторинга и обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия» (Москва, 1996) с учетом приоритетности факторов окружающей среды и экономической эффективности снижения антропогенной нагрузки.

На основании полученных данных были разработаны гигиенические и здравоохранительные мероприятия, подготовлены предложения по совершенствованию систем медицинского и санитарно-эпидемиологического обслуживания.

Полученные результаты были подвергнуты статистической обработке с определением средней арифметической величины (М), средней ошибки (ш) и среднеквадратического отклонения (а). Для выявления статистически значимых различий в сравниваемых группах были использованы параметрический метод и непараметрический ранговый метод. Полученные данные считали достоверными при значениях р<0,05. Все расчеты осуществлялись с использованием персональных IBM-совместимых компьютеров в программных средах Excel, Access.

В течение всего периода наблюдений формировались электронные базы данных, что позволило корректно в последующем осуществлять их статистическую обработку.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

На первом этапе исследований был проведен анализ заболеваемости населения Оренбургской области в части патологии костно-мышечной системы (KMC), удельный вес которой в структуре общей заболеваемости составил в последние годы 9,97 %. Анализ показал незначительный рост заболеваемости за изучаемый период с 2004 г. по 2008 г. на 8,7 % (р<0,05). Рост произошел на 29 территориях, снижение заболеваемости - на 12 территориях. Средняя расчетная заболеваемость на городских территориях (158,5 на 1000) выше, чем на сельских (136,7 на 1000). При анализе заболеваемости KMC по 3-м зонам Оренбургской области установлен приоритет западной зоны по отношению к восточной и центральной (р<0,05) (рис. 1). Восточная зона характеризуется развитой металлургической промышленностью, западная зона - развитым сельским хозяйством и развивающейся нефтедобывающей промышленностью.

В структуре заболеваемости KMC наибольший удельный вес занимают артрозы (23,9%), на реактивные артропатии приходится 0,21%, ревматоидный артрит (серопозитивный и серонегативный) - 1,53%, системные поражения соединительной ткани - 0,31 %, анкилозирующий спондилит - 0,2 %, на остеопо-роз, характеризующий состояние костной ткани, приходится 0,1 %.

восток

запад

Рисунок 1. Заболеваемость костно-мышечпой системы (по 3-м зонам Оренбуржья)

Частота остеопороза у городского населения выше (0,193 на 1000), чем у сельского (0,161), при этом различия с учетом стандартных отклонений не достоверны (р>0,05). Анализ уровней заболеваемости остеопорозом по 3-м зонам Оренбуржья показал достоверно более высокий уровень в западной (0,128 на 1000) и восточной (0,123) зонах по сравнению с центральной (0,097) (р<0,01). Учитывая, что наибольший уровень заболеваемости KMC зарегистрирован на западе Оренбургской области, и маркерами заболеваний KMC, характеризующихся снижением минеральной плотности костной ткани, являются переломы, дополнительно проведен анализ структуры переломов лучевой кости по возрасту, полу и месту проживания заболевших в 6 районах западной зоны: Абдулин-ском, Асекеевском, Бугурусланском, Бузулукском, Пономаревском и Северном районах за период с 2002 г. по 2008 г. Общее количество населения, проживающего в данных районах составило на 2008 год 145,4 тыс.чел. (от 16,7 тыс.чел. в Пономаревском районе до 33,4 тыс.чел. в Бузулукском районе). Общее количество проанализированных медицинских карт пациентов с переломами лучевой кости составило 3764.

Наибольшая распространенность переломов лучевой кости зарегистрирована в Бугурусланском (6,28 на 1000 населения) и Бузулукском районах (5,09 на 1000). Чаще переломы лучевой кости происходят у женщин, что характерно для женского организма. В целом удельный вес женщин с переломами JTK составил 68,5%, при этом в Асекеевском районе - 44,6%, в Абдулинском - 61,1 %, в Бугурусланском - 75,6%, Бузулукском - 77,5%, Пономаревском - 80,2%, Северном -84,3%. В динамике отмечено увеличение удельного веса женщин с ПЛК с 67,2% в 2002 г. до 77,2% в 2008 г. Данные факты косвенно указывают на наличие дополнительных, в т.ч. антропогенных факторов риска формирования данной патологии.

Динамика заболеваемости за 7 лет в данной нозологии различна в рассматриваемых районах. Тенденция к росту отмечается в Северном районе, ста-

бильная заболеваемость в Бугуруслалском и Бузулукском районах, тенденция к снижению отмечается в Асекеевском, Абдулинском и Пономаревском районах. Установлены различия в возрастной структуре пациентов, что указывает на наличие внешних факторов, отличающихся в данных районах, дополнительно к возрастным изменениям и различиям по полу. Наибольший удельный вес переломов ЛК в возрастной категории «60 лет и старше» зарегистрирован в Северном районе - 49%, наименьший - в Пономаревском районе (26%). Наибольший удельный вес переломов ЛК в возрастной группе 50-59 лет зарегистрирован в Асекеевском районе - 33%, наименьший - в Абдулинском районе (20%). В возрастной группе 40-49 лет наибольший удельный вес переломов ЛК в Пономаревском районе - 22%, наименьший - в Асекеевском районе (15%). В возрастной группе 30-39 лет наибольший удельный вес переломов ЛК в Пономаревском и Бугурусланском районах — по 17%, наименьший — в Северном районе (15%). В возрастной группе 19-29 лет наибольший удельный вес переломов ЛК в Пономаревском районе - 14%, наименьший - в Асекеевском (2%) и в Северном (3%) районах.

На следующем этапе исследований были обобщены результаты многолетних наблюдений за загрязнением объектов окружающей среды металлами и их соединениями. Человек ежедневно контактирует с различными металлами и их соединениями через воздушную среду, воду, пищевые продукты. Широкий перечень данных веществ формирует химическую нагрузку в виде поглощенной дозы, которая составила основу гигиенической оценки, и была использована при установлении уровней риска здоровью.

По результатам мониторинговых исследований проведен анализ межсре-дового распределения изучаемых металлов. Идентификация микроэлементов в объектах среды обитания выявила разный уровень суммарной нагрузки и характер распределения металлов в изучаемых средах урбанизированных и сельских территорий, что во многом может определяться степенью межсредового перехода.

Корреляционный анализ содержания металлов в исследуемых средах выявил достоверную средней силы и сильную прямую связь в содержании в разных средах меди («вода водоема - вода питьевая», «вода водоема - пищевые продукты», «вода питьевая - воздух», «вода питьевая - пищевые продукты»), цинка («вода водоема - вода питьевая», «вода водоема - воздух», «вода водоема

- пищевые продукты», «вода питьевая - пищевые продукты») и никеля («вода водоема - вода питьевая», «вода водоема - пищевые продукты», «вода питьевая

- пищевые продукты»), установлена сильная связь в содержании марганца и железа в паре «вода водоема - вода питьевая» (таблица 1).

По результатам исследований был проведен расчет суммарных поглощенных доз металлов с учетом основных путей попадания в организм человека (через воздух, питьевую воду, пищевые продукты). Расчет поглощенных доз металлов проведен с учетом средних характеристик человека (потребление питье-

вой воды - 3 л/сут, продуктов питания с учетом среднедушевого потребления по данным органов статистики, ингаляция воздуха-22 куб.м/сут).

Таблица 1.

Корреляционная связь содержания металлов в различных средах

Системы «среда-среда» Коэффициенты корреляции (г)

медь цинк никель марганец железо

Вода водоема - вода питьевая 0,43 0,31 0,99 1,0 0,95

Вода водоема - воздух - 0,84 - - -

Вода водоема - пищевые продукты - 0,32 0,90 - -

Вода питьевая - воздух 0,55 - - - -

Вода питьевая - пищевые продукты 0,54 0,94 0,86 - -

Пргшечание: в таблице представлены результаты при р<0,05

Также установлена прямая корреляционная связь (р<0,05) между металлами, что указывает на наличие одних источников загрязнения (таблица 2).

Таблица 2.

Корреляционная зависимость в содержании разных металлов

Корреляционные пары Коэффициент корреляции

медь-цинк 0,95*

медь-никель 0,99*

медь-марганец 1,00*

цинк-никель 0,98*

цинк-марганец 0,99*

никель-марганец 1,00*

Учитывая возможность кумуляции металлов в организме человека, расчет проведен на 30-тилетний период по 6-ти выбранным для углубленного изучения районам западной зоны (Абдулинский, Асекеевский, Бугурусланский, Бузулук-ский, Пономаревский, Северный). Наиболее значимые различия по районам зарегистрированы по суммарной дозе железа, наибольшая доза которого рассчитана по Бузулуку (таблицаЗ). Различия между районами достоверны (р<0,01).

Корреляционный анализ связи патологии KMC с содержанием металлов в различных средах показал прямую средней силы корреляционную связь патологии KMC, в т.ч. остеопороза, у взрослых с содержанием ряда металлов в воде и атмосферном воздухе, также установлена достоверная (р<0,05) корреляционная зависимость болезней KMC у детей и подростков с металлами. Достоверной связи патологии KMC с содержанием металлов в пищевых продуктах не установлена (таблица 4).

Таблица 3

Поглощенные дозы металлов (на примере взрослого человека за 30 лет безуче-_та выведения), мг._

металлы районы

Абдулинский Асекеевский Бугурусланский Бузулукский Пономаревкий Северный

алюминий 220,1 * * 719,4 657,0 *

железо 2135,3 343,4 705,2 41079,3 1642,5 339,5

кадмий 134,7 96,4 150,0 59,1 70,9 91,9

марганец 72,3 * * 4664,7 328,5 *

медь 325,2 * 308,8 427,1 16,4 *

ртуть 18,9 9,6 15,0 407,3 1,1 9,2

свинец 598,9 480,7 819,1 797,0 144,5 458,8

хром 32,5 * * 2398,1 657,0

цинк 149,8 * 821,3 919,8 16,4 262,8

Таблица 4

Результаты корреляционного анализа связи заболеваемости KMC с ме-_таллами в объектах окружающей среды (г; р<0,05)._

Металлы Взрослые Сумма болезней KMC / остеопороз Подростки Сумма болезней KMC Дети (0-14 лет) Сумма болезней KMC

Вода

Железо -/0,57

Ртуть 0,44 / 0,74 0,68 0,71

Свинец - / 0,39 0,31

Селен - / -0,57

Хром - / 0,57 0,54 0,43

Цинк 0,32

Воздух

Железо 0,35/- 0,72

Марганец 0,49 / -

Медь 0,71

Свинец 0,33/-

Цинк 0,59 / -

Анализ корреляционной зависимости частоты переломов лучевой кости в разных возрастно-половых группах от поглощенной дозы металлов показал

больший уровень зависимости женщин от содержания железа (г=0,71), ртути (г=0,73), свинца (г=0,85), мужчин - от цинка (г=0,74). Установлен больший уровень зависимости частоты переломов лучевой кости в возрастной группе 20 - 29 лет от железа (г=0,9), и ртути (г=0,9), в группах 30-39 лет (г=0,85), 40 - 49 лет (г=0,85), 60 и более лет (г=0,84) от свинца (таблица5).

Таблица 5

Результаты корреляционного анализа связи заболеваемости KMC с металлами _ в объектах окружающей среды (р<0,05)_

Возрастно-половые группы Металлы

железо ртуть свинец цинк

Мужчины 0,39 0,42 0,66 0,74

Женщины 0,71 0,73 0,85 0,52

20-29 лет 0,90 0,90 0,67 0,66

30-39 лет 0,56 0,58 0,85 0,61

40 - 49 лет 0,60 0,63 0,85 0,58

50 - 59 лет 0,59 0,62 0,75 0,56

60 и более лет 0,69 0,72 0,84 0,58

На основании мониторинговых исследований проведена оценка риска формирования патологии KMC за счет тропных к костной системе контаминан-тов, а также металлов, по которым опубликованы результаты научных исследований, доказывающих факт неблагоприятного влияния на костную ткань. В ходе исследований установлены зоны повышенного риска.

На первом этапе расчета риска был проведен расчет суммарного индекса опасности (ТН1) с учетом многосредового поступления контаминантов в организм человека по загрязняющим веществам, по которым установлена тропность к KMC в соответствии с Р 2.1.10.1920-04 (соединения фтора). Расчеты проведены по 6 районам Западной зоны, выбранным для углубленного исследования. Наибольший уровень THI зарегистрирован в Бузулукском районе (0,24), 2-ое ранговое место занимает Пономаревский район (0,16), на 3-м ранговом месте -три района с примерно равным индексом (Асекеевский - 0,08, Северный - 0,08, Бугурусланский - 0,09), не установлен риск в Абдулинском районе.

Учитывая имеющиеся данные по заболеваемости KMC и расчетный уровень риска (THI), сформированный в течение ряда лет, был проведен корреляционный анализ между данными показателями. Проведенный корреляционный анализ суммарного индекса опасности (ТН1) для развития патологии KMC и фактической заболеваемости KMC в изучаемых районах показал слабую корреляционную связь (г=0,12; р<0,05), с частотой переломов лучевой кости - корреляционную связь средней силы (г=0,33; р<0,01) при том, что корреляционная связь заболеваемости KMC с переломами лучевой кости составила 0,77 (р<0,01). Данные закономерности указывают на единые причины заболеваемости KMC и

переломов лучевой кости и неполноту учета факторов риска для развития патологии KMC, что подтверждает необходимость дополнения перечня факторов риска для KMC рядом металлов.

Учитывая результаты научных исследований о мере участия металлов в формировании костной ткани и развитии патологии костно-мышечной системы, был проведен расчет уровня риска при допущении, что к критичным органам и системам при подверженности воздействию металлов относится также и костная ткань.

Учитывалось поступление в организм человека таких металлов, на остео-тропность которых имелись ссылки в научной печати: алюминий, железо, кадмий, марганец, свинец, хром, цинк.

По результатам исследований установлено, что ни по одному из металлов коэффициент опасности не превышает показатель «1,0», наибольший уровень HQ установлен для кадмия, свинца и хрома (таблица 6). Расчет суммарного индекса опасности показал приоритет Бузулукского района - THI = 1,54 (рисунок 3).

Таблица 6.

_Коэффициент опасности (за счет металлов)_

Коэффициент опасности HQ

Районы 'К о со К я <и Я Я" и S и

о П S fct а и я о о. в а

2 К £0 « Он а S га о X я

Абдулинский 0,0003 0,0093 0,3514 0,0007 0,2233 0,0085 0,005

Асекеевский 0,0 0,0015 0,2514 0,0 0,1792 0,0 0,0

Бугурусланский 0,0 0,0031 0,3914 0,0 0,3053 0,0 0,0036

Бузулукский 0,0009 0,1786 0,1543 0,0435 0,2971 0,6257 0,004

Пономаревский 0,0009 0,0071 0,1851 ,£,0031 0,0539 0,1711 0,0001

Северный 0,0 0,0015 0,24 0,0 0,171 0,0 0,0011

В структуре риска по вкладу изучаемых металлов за счет высоких токсикологических характеристик преобладает кадмий и свинец, на долю которых приходится, соответственно 40,6 % и 31,7 % (рисунок 4).

Полученные данные по 6-ти изучаемым районам указывают на питьевую воду в качестве приоритетного фактора формирования риска патологии костно-мышечной системы (93,3 %), пищевые продукты занимают второе место (6,7 %), на воздушную среду приходится 0,1 % дозы металлов.

Северный

Пономаре веки й

Бу зулу кски й

Бугурусланский

Асекеевский

Абдулинекий

Рис. 3. Суммарный коэффициент опасности (ГШ) развития патологии костной ткани при воздействии металлов

хром

марганец

1,2%

кадмий 40,6%

Рис. 4. Структура суммарного риска за счет металлов

С целью оценки реализации риска развития патологии KMC, учитывая многолетние наблюдения, был проведен корреляционный анализ, который выявил прямую сильную связь патологии KMC (суммарно) и переломов лучевой кости с коэффициентом опасности, рассчитанным по каждому металлу с учетом результатов многолетнего наблюдения: по железу (г=0,33, р<0,05; г=0,36, р<0,05 соответственно), по марганцу (г=0,33, р<0,05; г=0,34, р<0,05) и по свинцу (г=0,35, р<0,01; 1=0,76, р<0,01). По остальным металлам достоверная связь не установлена. Установленная зависимость подтверждает факт реализации риска здоровью в виде формирования патологии KMC от металлов (железо, марганец, свинец).

выводы.

1. Пространственная динамика уровней заболеваемости костно-мышечной системы определяется внешними антропогенными факторами. Уровень заболеваемости KMC в городских поселениях и сельских территориях достоверно различен с приоритетом территорий с высокой антропогенной нагрузкой. Установлена сильная прямая корреляционная связь заболеваемости KMC с переломами лучевой кости (г=0,77; р<0,01), что указывает на единые этио-патогенетические процессы в развитии патологии.

2. Содержание металлов в воздушной среде, питьевой воде, пищевых продуктах в Оренбургской области подвержено значительным колебаниям, как по времени, так и в пространстве. Установлены достоверные различия между районами области в уровнях загрязнении металлами (р<0,05). Выявлена тенденция к снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха; тенденция к увеличению уровня контаминации металлами пищевых продуктов; динамика содержания металлов в воде имеет разную направленность по различным металлам.

3. Установлена достоверная корреляционная связь (р<0,05) в содержании металлов в разных средах, что доказывает межсредовой переход таких металлов как медь, цинк, никель, марганец и железо. Прямая сильная корреляционная связь (р<0,05) в содержании указанных металлов в каждой изучаемой среде в отдельности указывает на наличие единых источников загрязнения .

4. Анализ корреляционной зависимости частоты переломов лучевой кости в разных возрастно-половых группах от поглощенной дозы металлов показал больший уровень зависимости переломов у женщин от содержания железа (г=0,71), ртути (г=0,73), свинца (г=0,85), переломов у мужчин - от цинка (i=0,74). Установлен больший уровень зависимости частоты переломов лучевой кости в возрастной группе 20 — 29 лет от железа (г=0,9) и ртути (г=0,9), в группах 30 - 39 лет (г=0,85), 40 - 49 лет (г=0,85), 60 и более лет (г=0,84) от свинца.

5. Установлена корреляционная зависимость (р<0,05) патологии KMC, в т.ч. остеопороза, от содержания металлов в воде (железо, 1=0,57; ртуть, 1=0,74; свинец, г=0,39; хром, г=0,57), в воздушной среде (железо, 1^=0,35; марганец, г=0,49; свинец, 1=0,33; цинк, г=0,59).

6. Расчет суммарного индекса опасности (THI) с учетом многосредового поступления контаминантов, тройных к костной ткани и металлов, в организм человека показал наибольший уровень THI в Бузулукском районе (1,54), 2-ое ранговое место занимает Бугурусланский район (0,79), на 3-м ранговом месте -Абдулинский район (0,6). В структуре риска по вкладу изучаемых металлов преобладает кадмий и свинец, на долю которых приходится, соответственно 40,6 % и 31,7 %. В структуре сред, формирующих риск здоровью, приоритетной средой является питьевая вода (93,3 %), пищевые продукты занимают второе место (6,7 %), на воздушную среду приходится 0,1 % суммарного риска.

7. Корреляционный анализ выявил прямую сильную связь патологии KMC (суммарно) и переломов лучевой кости с коэффициентом опасности, рассчитанным по каждому металлу с учетом результатов многолетнего наблюдения: по железу (г=0,33, р<0,05; г=0,36, р<0,05 соответственно), по марганцу (г=0,33, р<0,05; г=0,34, р<0,05) и по свинцу (г=0,35, р<0,01; г=0,76, р<0,01). По остальным металлам достоверная связь не установлена. Установленная зависимость подтверждает факт реализации риска здоровью в виде формирования патологии KMC от металлов (железо, марганец, свинец).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Оптимизировать систему социально-гигиенического мониторинга с учетом включения оценки содержания металлов в приоритетных средах с расчетом среднегодовых концентраций и уровней и многолетнего воздействия веществ на человека, с внедрением углубленного анализа состояния здоровья населения, проживающего на территориях повышенного риска с учетом коэффициента опасности по критическим органам и системам.

2. Предложить внесение изменений в Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» в части отнесения к критичным органам и системам по таким металлам как железо, марганец, свинец костно-мышечной системы (костной ткани) и в части учета кумуляции металлов.

3. Предложить внесение изменений в ОНД-86 в части расширения перечня веществ металлами, выбрасываемых в атмосферу от автотранспорта, при работе котельных, двигателей внутреннего сгорания при использовании в качестве топлива бензина, дизельного топлива.

4. На уровне муниципальных образований Западной зоны Оренбуржья разработать и внедрить комплекс профилактических мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды металлами, в т.ч. при эксплуатации объектов нефтегазового комплекса. Принять действенные управленческие решения по дополнительной очистке питьевой воды от металлов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дунаев В.Н. Гигиеническая оценка формирования риска здоровью при воздействии металлов н их соединений / В.Н. Дунаев, В.М. Боев, P.M. Шагеев. Е.Г. Фролова. // Вестник Оренбургского государственного упиверснстета.-2006.-№ 12.-С.89-92.

2. Боев В.М. Гигиеническая оценка формирования суммарного риска популяционному здоровью на урбанизированных территориях / В.М. Боев, В.Н. Дунаев, P.M. Шагеев, Е.Г. Фролова // Гигиена н санитария -№ 5. -2007.-С. 12-14.

3. Колосков C.B. Структура аэрогенной нагрузки и риск для здоровья населения в условиях селитебной территории промышленного города / C.B. Колосков, P.M. Шагеев, В.Н. Аверьянов, В.Н. Дунаев // Гигиена и санитария -№ 4. -2009.-С.87-89.

4. Сетко А.Г. Дисбаланс микроэлементов в окружающей среде и организме человека и риск здоровью человека. / А.Г. Сетко, М.В. Боев, P.M. Шагеев, Е.Г. Фролова // Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значение и перспективы оценки: Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздрава и соцразвития РФ. - Москва - 2005. - С. 159-160.

5. Верещагин H.H. Риск здоровью населения, обусловленный профессиональной составляющей антропогенной нагрузки / H.H. Верещагин, В.М. Боев, А.И. Коноплев, В.Н. Дунаев, P.M. Шагеев. Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значение и перспективы оценки: Пленум Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздрава и соцразвития РФ. - Москва, 2005.-С.107-108.

6. Дунаев В.Н. Использование информационных технологий в медико-экологических исследованиях / В.Н. Дунаев, В.М. Боев, Р.М Шагеев. Информационные технологии в науке, образовании и экономике: Всероссийская научная конференция. - Якутск, 2005. Часть I - С.8-10.

7. Шагеев P.M. Приоритетные источники загрязнения воздуха жилых помещений в городской среде / P.M. Шагеев, Е.Г. Фролова, В.М. Боев, В.Н. Дунаев / Обеспечение санитарно-эпидемиологической безопасности населения в градостроительных решениях: проблемы, достижения, перспективы: Материалы научно-практ.конф. - М. - 2006. - С.164-135.

8. Боев В.М. Оценка риска факторов среды обитания на здоровье населения урбанизированных и сельских территорий / В.М. Боев, H.H. Верещагин, М.В. Боев, А.Б. Фролов, P.M. Шагеев. Актуальные проблемы и перспективы развития медико-профилактического дела в Российской Федерации: Научно-практическая конференция,- Казань, 2006.-С.181-183.

9. Дунаев В.Н. Контаминация пищевых продуктов - фактор риска здоровью населения / В.Н. Дунаев, P.M. Шагеев, Е.Г. Фролова, В.М. Боев. Здоровье и безопасность жизнедеятельности молодежи: проблемы и пути решения: Международная науч.-практ.конф.- Уфа, 2006.-С. 183-186.

10. Верещагин H.H. Гигиеническая оценка суммарного аэрогенного риска здоровью трудоспособного населения промышленного города / H.H. Верещагин, А.И. Коноплев, A.A. Неплохов, А.Б. Фролов, В.В. Боев, P.M. Шагеев. Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения: Пленум Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ. - Москва, 2006.-С.63-64.

11. Фролова Е.Г. Гигиеническая оценка содержания металлов в продуктах питания / Е.Г. Фролова, P.M. Шагеев, В.Н. Дунаев, В.М. Боев. Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения: Пленум Науч.совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ,- Москва, 2006.-С.355-356.

12. Шагеев P.M. Микроэлементозы и изменение минеральной плотности костной ткани / P.M. Шагеев, В.М. Боев. Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения: Пленум Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ,- Москва, 2006.-С.367-369.

13. Дунаев В.Н. К оценке формирования риска здоровью при воздействии металлов и их соединений / В.Н. Дунаев, В.М. Боев, P.M. Шагеев, Е.Г. Фролова. Биоэлементы: П-ая международная науч.-практ.конф. Оренбург, 2006-С.315-319.

14. Фролова Е.Г. Структура риска здоровью при воздействии комплекса химических факторов внешней среды / Е.Г. Фролова, В.Н. Дунаев, В.М. Боев, P.M. Шагеев, C.B. Колосков. Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий в экологии человека и гигиене окружающей среды: Пленум Науч. совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ.- Москва,-2007.-С.168-170.

15. Сафронов A.A. Некоторые факторы риска при лечении медиальных переломов шейки бедренной кости / A.A. Сафронов, A.A. Сафронов, И.А. Харитонов," P.M. Шагеев. Современные проблемы в травмотологии и ортопедии: Международная научно-практическая конференция. — Астана-2008.-С.175.

16. Сафронов A.A. Лечение медиальных переломов шейки бедренной кости у пациентов пожилого возраста / A.A. Сафронов, С.А. Павловичев, A.A. Сафронов, P.M. Шагеев. Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей: Всероссийская научно-практическая конференция.-Москва-2008.-С.71.

17. Богульчанский Д.Ю. Формирование риска здоровью при контаминации металлами продуктов питания и продовольственного сырья / Д.Ю. Богульчанский, Г.К. Маслеников, P.M. Шагеев, В.Н. Дунаев, В.М. Боев. Научно-практическая конференция, посвященная 65-летию кафедры гигиены питания ГОУ ВПО «Пермская медицинская академия им. Акад. Е.А. Вагнера.- Пермь, 2008.-С.31-32.

18. Боев В.М. Комплексная оценка риска здоровью при воздействии физических и химических факторов окружающей среды / В.М, Боев, В.Н. Дунаев, P.M. Шагеев, C.B. Колосков. Пленум Научного совета по экологии и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ. -Москва, 2008.-С.23-25.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГН - гигиенический норматив

ДУ - допустимый уровень

КМС - костно-мышечная система

МУ - методические указания

МР - методические рекомендации

МПКТ - минеральная плотность костной ткани

МЭ - микроэлементы

ОА - остеоартроз

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия

ОДА - опорно-двигательный аппарат

ОДК - ориентировочная допустимая концентрация

ОП - остеопороз

ПДВ - предельно допустимый выброс

ПДК - предельно допустимая концентрация

ПДС - предельно допустимый сброс

РД - референтная доза

СЗЗ - санитарно-защитная зона

СП - стационарный пост

ТМ - тяжелые металлы

НС>- коэффициент опасности

ЯАС - референтная концентрация

ЛЮ - референтная доза

ТН1 - суммарный индекс опасности

ШАГЕЕВ Равиль Махиянович

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ КОСТНО-МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ И СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ 14.00.07 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Отпечатано с готового оригинал-макета 28.02.2011 г. Заказ № 24. Тираж 100 экз.

Лицензия ЛР № 063109 от 04.02.1999 г. ООО «Агентство «Пресса» г. Оренбург, ул. Комсомольская, 45,

Актуальность проблемы.

В настоящее время условия жизни населения, формируемые различными антропогенными факторами окружающей среды как на промыпгленно освоенных, так и сельских территориях, определяют риск популяционному здоровью. Неблагоприятные тенденции и скорость антропогенных изменений биосферы значительно опережают адаптационные возможности организма человека. Высокие уровни содержания токсичных веществ, в том числе различных тяжелых металлов, в выбросах промышленных предприятий приводит к их кумуляции в объектах окружающей среды городских и сельских поселений и поступлению в организм человека через воду, воздух и пищевые продукты (Ревич Б.А., 1995, 1999; Боев В.М., 2002). Гигиенически значимым является как избыток и дефицит, так и дисбаланс металлов в природных объектах и в организме человека, где металлы в виде различных соединений участвуют во многих жизненноважных процессах (Авцын А.П., 1997; Рахманин Ю.А., 2001). Функционирование большинства отраслей промышленности, особенно металлургической, химической, горнодобывающей, в последние годы — развитие нефтегазового комплекса, применение разного рода агрохимических технологических процессов в сельском хозяйстве приводят к постепенному изменению геохимического статуса региона, характеризующегося как обеднением, так и загрязнением природных сред различными химическими элементами (Боев В.М., 1998, 2002). Металлы и их соединения, как эубиотики, так и ксенобиотики, переходя тонкую грань нормального взаимодействия с биологическими структурами организма, вмешиваются в основные жизнеобеспечивающие процессы на органном, клеточном и субклеточном уровнях (Скальный A.B., 1999, 2002).

Здоровье человека является основополагающим фактором при решении гигиенических проблем. Гигиеническая диагностика, как среды обитания, так и связи между воздействием факторов среды и изменениями в состоянии здоровья человека, служит основой поиска доказательных оснований неблагоприятного влияния среды на человека (Сидоренко Г.И., 1995).

Несмотря на проводимые в последние годы исследования по проблеме неблагоприятного воздействия экологических факторов на организм человека остаются недостаточно изученными вопросы формирование риска развития патологии опорно-двигательного аппарата с учетом различий в антропогенной нагрузке урбанизированных и сельских территорий. Отсутствует клиническое и эпидемиологическое подтверждение научных данных, полученных лабораторно, о влиянии металлов на развитие и функционирование костной системы. Не изучены также процессы формирования антропотехногенной среды в районах нефтедобывающей промышленности при том, что в условиях промышленного освоения территорий происходит усиление процессов взаимодействия человеческой популяции с продуктами своего труда, в т.ч. оказывающими неблагоприятное влияние на окружающую среду и организм человека.

Комплексный анализ содержания металлов в различных природных и биологических средах в разных антропогенных условиях позволит разработать модель взаимодействия человеческого организма с факторами среды, определить допустимый уровень риска как для монофакторов, так и для их различных комплексов. Выявление особенностей Оренбургской области в формировании антропогенной нагрузки послужит основой для разработки региональных гигиенических нормативов и обеспечит принятие рациональных и эффективных природоохранных и гигиенических мероприятий. Необходимость планируемых исследований определена постановлением Правительства РФ от 1.06.2000 г. № 426 и Региональной целевой программой «Неотложные меры по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия, профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний на 2005-2010 Г.Г.».

Цель и задачи исследования

Цель работы - гигиеническая оценка многосредового воздействия металлов на развитие и распространенность заболеваний костно-мышечной системы,. научно4 обосновать их роль как факторов риска в развитии патологии КМС.

Задачи исследования:

1. Провести анализ заболеваемости костно-мышечной системы населения Оренбургской области с выявлением особенностей с учетом территории проживания-населения.

2. Провести комплексную гигиеническую оценку содержания металлов в объектах окружающей среды (атмосферный воздух, вода водоемов, вода питьевая, пищевые продукты) урбанизированных и сельских территорий.

3. Установить связь, содержания металлов в различных средах с показателями заболеваемости костно-мышечной системы.

4. Оценить риск здоровью населения, обосновать металлы в качестве факторов риска развития патологии КМС.

Научная новизна исследования

Впервые на примере промышленно освоенных и сельских территорий проведена комплексная оценка содержания металлов в объектах окружающей среды с учетом пространственной и временной динамики. Рассчитаны суммарные дозы металлов, определен вклад всех изучаемых сред в структуру дозы по каждому металлу. Проанализирована заболеваемость населениям в группе заболеваний костно-мышечной системы, а также переломов лучевой кости, в качестве маркеров снижения минеральной плотности костной ткани, с учетом пола, возраста, территориального распространения.

Установлена достоверная корреляционная связь заболеваемости по ряду нозологий костно-мышечной системы с содержанием металлов в воздушной среде, питьевой воде. Установлены приоритетные поллютанты и зоны риска с высокими уровнями антропогенной нагрузки металлами.

Расчетами определены уровни неканцерогенного риска здоровью, формируемого металлами в- разрезе административных территорий (муниципальных образований) Оренбургской области, характеризующихся различной антропогенной нагрузкой. Определена структура риска по изучаемым средам и поллютантам. Научно обосновано включение в перечень веществ, тропных костной системе, металлов, как факторов риска формирование патологии костной системы.

Практическая значимость

Установлены приоритетные металлы в объектах внешней среды, определены ранговые места поллютантов и сред в формировании риска патологии KMC. Установленные корреляционные зависимости позволили доказать транслокацию металлов в объектах внешней среды. Использование металлов в качестве факторов риска патологии костно-мышечной системы повысит информативность оценки риска популяционному здоровью при осуществлении социально-гигиенического мониторинга.

С учетом приоритетных факторов риска для здоровья разработаны гигиенически обоснованные мероприятия по охране окружающей среды и здоровья населения.

Полученные эпидемиологические данные о неблагоприятном влиянии металлов на костную ткань расширяют знания в области экологии человека, способствуя пониманию механизмов формирования экологически обусловленной патологии костной системы.

Внедрение результатов в практику

По результатам исследований проведены совещания-семинары со специалистами муниципальных образований западной зоны Оренбургской области, органов здравоохранения, санитарно-эпидемиологической службы Оренбургской области, с представителями служб мониторинга за состоянием окружающей среды.

Материалы исследований включены в ежегодные доклады:

- «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области в 2006 году» (Оренбург, 2007);

- «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области в 2007 году» (Оренбург, 2008);

- «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области в 2008 году» (Оренбург, 2009);

Результаты исследований использовались Управлением Федеральной службы Роспотребнадзора по Оренбургской области при формировании Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологической обстановке и состоянии здоровья населения Оренбургской области в 2009 г.» (акт внедрения от 25.12.2010 г.). Методические разработки использовались ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» (акт внедрения от 20.01.2011 г.).

Материалы диссертации используются в учебном процессе в Оренбургской государственной медицинской академии (акт внедрения от 16.12.2010 г.), включены в программу курсов усовершенствования санитарных врачей, врачей-лаборантов в Оренбургской области.

Апробация работы

Материалы и положения диссертации доложены и обсуждены:

- Пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздрава и соцразвития РФ «Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значение и перспективы оценки». - Москва,

2005.

- Всероссийской научной конференции. «Информационные технологии в науке, образовании и экономике» Якутск, 2005.

Научно-практической конференции «Обеспечение санитарно-эпидемиологической безопасности населения в градостроительных решениях: проблемы, достижения, перспективы». — Москва, 2006

- Научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития медико-профилактического дела в Российской Федерации.- Казань, 2006.

- Международной научно-практической конференции «Здоровье и безопасность жизнедеятельности молодежи: проблемы и пути решения».- Уфа,

2006.

- Пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ «Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения».- Москва, 2006.

П-ой международной научно-практической конференции «Биоэлементы», Оренбург - 2006.

- Пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ «Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий в экологии человека и гигиене окружающей среды».- Москва, 2007.

- Научно-практической конференции, посвященной 65-летию кафедры гигиены питания ГОУ ВПО «Пермская медицинская академия им. Акад. Е.А. Вагнера - Пермь, 2008.

- Пленуме Научного совета по экологии и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ - Москва, 2008.

Материалы диссертации использовались при подготовке совещаний, семинаров, дней специалистов Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в Оренбургской области (2006 - 2008 гг.)

Диссертация апробирована на расширенном заседании проблемной комиссии «Гигиена» Оренбургской государственной медицинской академии (2010 г.).

По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из них 3 журнальные статьи.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Распространенность заболеваний костно-мышечной системы и переломов лучевой кости, рассматриваемых в качестве маркера патологических процессов в костной ткани, находится в прямой зависимости от антропогенного загрязнения металлами.

2. Суммарная поглощенная доза металлов формируется как за счет загрязнения объектов окружающей среды, так и межсредового перехода поллютантов.

3. Антропогенное загрязнение объектов окружающей среды металлами формирует риск патологии костно-мышечной системы.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной выбору и описанию материалов и методов исследований, трех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка используемой литературы и приложений. Текст диссертации изложен на 149 машинописных страницах, иллюстрирован 14

выводы.

1. Пространственная динамика уровней заболеваемости костно-мышечной системы определяется внешними антропогенными факторами. Уровень заболеваемости KMC в городских поселениях и сельских территориях достоверно различен с приоритетом территорий с высокой антропогенной нагрузкой. Установлена сильная прямая корреляционная связь заболеваемости KMC с переломами лучевой кости (г=0,77; р<0,01), что указывает на единые этио-патогенетические процессы в развитии патологии.

2. Содержание металлов в воздушной среде, питьевой воде, пищевых продуктах в Оренбургской области подвержено значительным колебаниям, как по времени, так и в пространстве. Установлены достоверные различия между районами области в уровнях загрязнении металлами (р<0,05). Выявлена тенденция к снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха; тенденция к увеличению уровня контаминации металлами пищевых продуктов; динамика содержания металлов в воде имеет разную направленность по различным металлам.

3. Установлена достоверная корреляционная связь (р<0,05) в содержании металлов в разных средах, что доказывает межсредовой переход таких металлов как медь, цинк, никель, марганец и железо. Прямая сильная корреляционная связь (р<0,05) в содержании указанных металлов в каждой изучаемой среде в отдельности указывает на наличие единых источников загрязнения.

4. Анализ корреляционной зависимости частоты переломов лучевой кости в разных возрастно-половых группах от поглощенной дозы металлов показал больший уровень зависимости переломов у женщин от содержания железа (г=0,71), ртути (г=0,73), свинца (г=0,85), переломов у мужчин - от цинка (г=0,74). Установлен больший уровень зависимости частоты переломов лучевой кости в возрастной группе 20 — 29 лет от железа (г=0,9) и ртути (г=0,9), в группах 30 - 39 лет (г=0,85), 40 - 49 лет (г=0,85), 60 и более лет (г=0,84) от свинца.

5. Установлена корреляционная зависимость (р<0,05) патологии KMC, в .т.ч. остеопороза, от содержания металлов в воде (железо, г=0,57; ртуть, г=0,74; свинец, г=0,39; хром, г=0,57), в воздушной среде (железо, г=0,35; марганец, г=0,49; свинец, г=0,33; цинк, г=0,59).

6. Расчет суммарного индекса опасности (ТШ) с учетом многосредового поступления контаминантов, тропных к костной ткани и металлов, в организм человека показал наибольший уровень ТШ в Бузулукском районе (1,54), 2-ое ранговое место занимает Бугурусланский район (0,79), на 3-м ранговом месте — Абдулинский район (0,6). В структуре риска по вкладу изучаемых металлов преобладает кадмий и свинец, на долю которых приходится, соответственно 40,6 % и 31,7 %. В структуре сред, формирующих риск здоровью, приоритетной средой является питьевая вода (93,3 %), пищевые продукты занимают второе место (6,7 %), на воздушную среду приходится 0,1% суммарного риска.

7. Корреляционный анализ выявил прямую сильную связь патологии KMC (суммарно) и переломов лучевой кости с коэффициентом опасности, рассчитанным по каждому металлу с учетом результатов многолетнего наблюдения: по железу (г=0,33, р<0,05; г=0,36, р<0,05 соответственно), по марганцу (г=0,33, р<0,05; г=0,34, р<0,05) и по свинцу (г=0,35, р<0,01; г=0,76, р<0,01). По остальным металлам достоверная связь не установлена. Установленная зависимость подтверждает факт реализации риска здоровью в виде формирования патологии KMC от металлов (железо, марганец, свинец).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Оптимизировать систему социально-гигиенического мониторинга с учетом включения оценки .содержания металлов в приоритетных средах с расчетом-среднегодовых концентраций и уровней и многолетнего воздействия веществ на человека, с внедрением углубленного анализа состояния здоровья населения, проживающего на территориях повышенного риска с учетом коэффициента опасности по критическим органам и системам.

2. Предложить внесение изменений в Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» в части отнесения к критичным органам и системам по таким металлам как железо, марганец, свинец костно-мышечной системы (костной ткани) и в части учета кумуляции металлов.

3. Предложить внесение изменений в ОНД-86 в части расширения перечня веществ металлами, выбрасываемых в атмосферу от автотранспорта, при работе котельных, двигателей внутреннего сгорания при использовании в качестве топлива бензина, дизельного топлива.

4. На уровне муниципальных образований Западной зоны Оренбуржья разработать и внедрить комплекс профилактических мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды металлами, в т.ч. при эксплуатации объектов нефтегазового комплекса. Принять действенные управленческие решения по дополнительной очистке питьевой воды от металлов.