CC BY
40
УДК 616.2:574(571.63)
Л.В.Веремчук, П.Ф.Кику
МЕТОДОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ БОЛЕЗНЕЙ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ В ПРИМОРСКОМ КРАЕ
Владивостокский филиал ГУ ДНЦ ФПД СО РАМН - НИИ медицинской климатологии
и восстановительного лечения
РЕЗЮМЕ
Методология комплексной медико-экологической оценки распространения болезней органов дыхания в Приморском крае основана на системном моделировании сложных взаимоотношений человека и среды, где в качестве доминанты взаимоотношений принимается «отклик» (реакция) организма на внешнее воздействие. Низкое качество среды воспринимается человеком негативно, вызывая распространение экологозависимых заболеваний. Медико-экологическая оценка проводилась с помощью определения пороговых классификационных критериев. В Приморском крае в территориальном распространении заболеваний органов дыхания главное значение приобретают климатические факторы (температура, влажность воздуха, число дней с туманами).
SUMMARY L.V.Veremchuk, P.F.Kiku
METHODOLOGY OF COMPLEX MEDICO-ECOLOGICAL ESTIMATION OF DISTRIBUTION
OF RESPIRATORY APPARATUS DISEASES IN PRIMORYE
Methodology of complex medico-ecological estimation of distribution of respiratory apparatus diseases in Primoye is based on system modeling of complicated interrelation between human and environment where dominant of interrelation is organism’s “response” (reaction) on external effect. Low quality of environment impacts on human negatively and it arouses the distribution of ecology-dependent diseases. Medico-ecological estimation was made by definition of threshold classification criteria. In Primorye the basic role in territorial distribution of respiratory diseases is climatic factor (temperature, air humidity, a number of misty days).
Оценка воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения является основным направлением медико-экологических, медикогеографических и других исследований, связанных с человеком. Определение причинно-следственных тенденций, закономерностей и количественных критериев формирования среды обитания человека, вызывающей развитие экологозависимых заболеваний, является актуальной проблемой экологии человека [4, 5].
Изучение среды обитания человека - это область междисциплинарных интересов различных научных направлений. Множеству представлений о среде (природной, производственной, антропогенной, социальной, рекреационной, жилой и т.д.) соответствует и разнообразие методов системной оценки ее состояния [4, 5]. В методологическом плане в основу медико-экологических исследований заложен системный подход, отражающий многоуровневую структуру окружающей среды и этапную схему оценки здоровья населения. Системы «человек» и «среда» являются максимально сложными структурами с внутренними высоко детерминированными связями, причем межсистемные взаимоотношения намного сложнее, так как они вызывают латентные и слабо уло-вимые зависимости. Использование статистических методов многомерного анализа (информа-ционно-энтро-пийный, регрессионный, дискриминантный, канонический, плеяды Терентьева и др.) расширяет возможности установления причинноследственной структуры формирования экологозависимых заболеваний с определением уровня, степени, интенсивности и оптимальных критериев соотношения негативного и позитивного воздействий.
Целью исследования явилась разработка технологии медико-экологической оценки качества среды оби-тания человека и установление закономерности распространения эколого-зависимой патологии болезней органов дыхания в Приморском крае.
Материалы и методы
Исследования проводились на территории Приморского края - региона, формируемого разнообразными условиями окружающей среды, включая элементы прессорности, мягкости и острыми проблемами распространения и развития экологической зависимости заболеваний. Объектом исследования явилось состояние факторов окружающей среды и уровень популяционной заболеваемости органов дыхания (БОД) в 11 промышленных городах и 22 административных районах Приморского края. Отбор факторов воздействия на человека проводился согласно непосредственному или косвенному влиянию на экологозависимую заболеваемость органов дыхания. Так как органы дыхания человека относятся к первичным барьерам организма и наиболее активно реагируют на качественное изменение среды обитания, отбирались те факторы окружающей среды, которые непосредственно или косвенно воздействуют на органы дыхания человека. Популяция жителей Приморского края представлена показателями медицинской стати-
стики по заболеваемости болезней органов дыхания за период 1990-2001 гг.
В основу методологии данной работы положена концепция многомерного и многофункционального строения среды обитания человека, вызвавшего особенности и закономерности распространения экологозависимых заболеваний органов дыхания. В работе взаимоотношения человека с окружающей средой рассматриваются с позиции экологического подхода. Многоуровневость, многофакторность, многофункциональность, порой противоречивость взаимодействия факторов среды (географические, техногенные, социальные и др.) и человека требуют систематизации и формализации этих взаимоотношений.
Результаты и обсуждение
Воздействие среды обитания на человека можно разделить на физиологическое, технологическое и психологическое. Физиологическое воздействие окружающей среды на человека подразумевает непосредственное ее влияние на физические функции организма, вызывая с при этом саногенный (оздоровительный), индифферентный (пограничное состояние)
или патогенный (негативный) эффекты. Технологическое воздействие включает влияние технического состояния фактора среды, характеризующего уровень комфортности при его использовании в процессе жизнедеятельности. Как правило, этот фактор косвенный и воздействует на организм человека опосредованно, создавая определенный уровень условий использования ресурса и т.д. Технологическое воздействие по качественной характеристике можно разделить на благоприятное, удовлетворительное и неблагоприятное. Психологическое (или эмоциональное) воздействие представляет собой формирование эмоционального эффекта высоким уровнем пейзажной красоты местности и т. д. Психологическое воздействие бывает привлекательным, безликим и угне-тающим. Факторы психологического воздействия всегда косвенные.
В результате среда обитания человека представляет сложнейшую структуру взаимосвязанных и взаимообусловленных, разных по свойству и характеру воздействия на человека составных компонентов природной, техногенной, социально-экономической среды, которая требует особых технологий комплексной оценки с учетом особенностей восприятия человеком отдельных составляющих среду обитания компонентов.
Новизна исследований заключается не столько в постановке самой проблемы, сколько в подходах к ее решению. Процедура оценки структуры воздействия, выраженной в неоднородности характера, интенсивности, уровня воздействия отдельных факторов среды на человека, проводилась с использованием системного подхода, в основе которого лежал взгляд на качество cреды с позиции восприятия ее человеком. В результате, используя градиент между фактическим и «идеальным» (оптимально благоприятным) состоянием факторов среды, влияющим на человека, был рассчитан индекс воздействия. Базовой позицией
исследования явился взгляд на человека как полноправного компонента экосистемы, подчиняющегося единым законам внутренних многоуровневых с порядковой структуризацией взаимоотношений (устойчивые и неустойчивые; саногенные, патогенные, индифферентные; непосредственные и косвенные). Нужно заметить, что вся эта структура воздействия воспринимается человеком неоднозначно и во многом определяется априори качественным состоянием фактора среды. Так, если фактор имеет изначально плохое качественное состояние, то исходя из структуры воздействия на человека (устойчивое, патогенное, непосредственное) негативное восприятие будет усиливаться, и наоборот.
В результате была разработана структурная модель сочетанного воздействия на человека характера, типа и вида взаимоотношений человека и среды путем расчета поправочного коэффициента воздействия (Кв), в основу которого был положен принцип соподчинен-ности связей (рис. 1). Первым уровнем был принят характер воздействия (устойчивый и неустойчивый), затем характер связи рассматривался в сочетании с благоприятным, неблагоприятным и индифферентным эффектом воздействия и на третьем уровне подключался вид связи (непосредственный, косвенный). В качестве исходной позиции взято фактическое состояние качества среды, выраженное в 5-балльной системе с интервалом в 0,5, оцененное по гигиеническим, рекреационным и природоохранным критериям, где 5-ти баллам соответствовал наиболее высокий качественный уровень фактора среды. При-менение поправочного коэффициента (Кд) раскрывает большие возможности расчета особенностей внеш-него воздействия на человека в зависимости от нозологии и индивидуального восприятия среды человеком.
В большинстве медико-экологических, климатофизиологических и географических исследований, связанных с оценкой среды обитания человека, фигурируют преимущественно абсолютные величины факторов среды, тогда как дифференциальные характеристики (градиент условий) исследуются недостаточно. Между тем процесс адаптации человека к факторам среды зависит не столько от реальных внешних факторов воздействия как таковых, сколько от контраста между фактическими условиями («по факту») и условиями оптимального физиологического состояния человека, соответствующего медикобиологическим нормам. Так как понятие нормы противоречиво, для характеристики оптимального физиологического состояния человека была принята «благоприятная» среда, соответствующая полноценному комфортному отдыху в благоприятной среде (рекреационные критерии), не вызывающей стрессовых нагрузок на человека. При сравнении фактического состояния среды (реальные условия) с «идеальным» (рекреационные условия) отмечается различие или контраст. Чем выше уровень этого контраста, тем сильнее факторы среды воздействуют на человека. Такой подход позволяет рассчитывать не только стрессовые нагрузки внешней среды на человека, но и «отклик организма» на внешнее воздействие.
Рис. 1. Структура зависимостей между качеством среды (х1), характером (I ,11), типом (а, б, в) и видом (1, 2, 3) зависимости для определения величины поправочного коэффициента воздействия Ке.
Примечание: первый уровень - устойчивое воздействие (1), неустойчивое воздействие (II); второй уровень - саногенное воздействие (а), патогенное воздействие (б), индифферентное воздействие (в); третий уровень - непосредственное воздействие (1), косвенное воздействие (2).
При решении системы уравнений в частных производных для независимых переменных В.А. Матю-хин [6] предложил формулу расчета «отклика организма», взяв за основу воздействие контраста значений по экспоненте. Исходя из многоуровневой структуры восприятия человеком внешней среды, мы использовали разработанные нами коэффициенты восприятия Кв и значимости К, указывающие на варьирование степени благоприятности восприятия человеком внешнего фактора. В результате расчет «отклика организма» проводился следующим образом:
ехр( -
[(Х Х Кв ) - (Х0І Х Кв )2]
2пЦ
(1),
где К(х1,...,хп) - функция «отклика организма» на
воздействие внешней среды или интегральный индекс воздействия (ИИВ); х, - фактическое состояние фактора среды; х0І - состояние фактора среды в пределах нормы; Ь - масштабный множитель фактора среды; К - коэффициент значимости фактора среды; Кв - коэффициент воздействия фактора среды на человека; п - количество факторов среды.
Проведенные В.А. Матюхиным [6] клинические исследования реакции организма («отклик») на контраст воздействия внешней среды показал оптимальные величины «отклика» в пределах 0,6-0,65, что по зволяет оценивать степень благоприятности фактора среды относительно восприятия ее человеком. Проведенные расчеты качества среды обитания человека в Приморском крае показали неутешительные результаты. Интегральный индекс воздействия (ИИВ) или «отклик организма» в регионе не превысил 0,4 [2].
Так как среда обитания воздействует на человека совокупно, то чем сильнее внешние нагрузки на организм человека, тем выше вероятность возникновения срыва адаптационных механизмов и развития патогенных реакций. В результате среда обитания человека является как бы фоном, на котором в зависимости от ее качества и особенностей воздействия провоцируется распространение экологозависимых заболеваний.
За последнее десятилетие в Приморском крае в структуре общей заболеваемости болезни органов дыхания занимают первое место с удельным весом данной патологии у взрослых 27,6%, у подростков -39,9%, у детей - 61,1%, причем патология легких среди городского населения в 2,4 раза выше, чем у жителей сельской местности [3].
Дыхательная система, наиболее открытая в непосредственном контакте с окружающей средой, достаточно чувствительна к экологическому состоянию территории региона. Поэтому выявление и оценка условий развития заболеваний БОД зависит от установления сложной структуры причинно-следственных связей. Определение причинных зависимостей проводилось установлением уровня устойчивости негативного воздействия на БОД, своеобразного «фундамента» на который накладывалась сложная структура взаимоотношений человека и среды. Методической особенностью исследований явилось использование статичной (устойчивой, среднемноголетней) информации.
В качестве математического инструмента определения устойчивых причинно-следственных зависимостей использовался метод информационноэнтропийного анализа, который устанавливал меру
5-К
і=1
информационной неопределенности во взаимоотношениях человека и среды. Анализ безусловной энтропии (энтропия результирующего показателя заболеваемости H(y)) и условной энтропии Н(у/х), которая характеризует зависимость заболеваемости (у) от группы факторов окружающей среды (х), позволил определить уровень устойчивой зависимости заболевания БОД от факторов среды и установил причинноследственную значимость каждой группы факторов на региональном уровне. Так, в Приморском крае формирование БОД происходит под совокупным воздействием групп факторов (климатические и экологические), вес которых колеблется от 28,2 до 58,1% (табл. 1).
Таблица 1
Уровень региональной зависимостизаболеваемости органов дыхания от средыобитания (по каждой группе факторови различным возрастным группам (в %)
Г руппы населения Группы факторов
1 2 3 4 5
Дети до 1 года 34,5 52,2 43,6 48,1 33,5
Дети старше 1 года 36,7 38,5 32,9 58,1 44,0
Подростки 38,5 28,2 31,0 35,9 45,1
Взрослые 30,1 30,3 40,7 34,5 41,9
Все население 35,6 31,8 28,6 51,9 42,1
Примечание: 1 - состояние растительности, 2 -климатические показатели, 3 - состояние гидросферы, 4 - общая экологическая обстановка, 5 - социально-экономические условия.
Подобный уровень экологической и климатической зависимости заболеваний органов дыхания говорит о неблагополучии региона в распространении данной патологии. В качестве сравнения, у Ю.П. Лисицына [1] степень зависимости человека от окружающей среды в среднем по России находится в пределах 20%.
Исследования по оценке климатических условий Приморского края с позиции восприятия ее человеком показали территориальную дифференциацию региона на три биоклиматические зоны (прибрежная, переходная и континентальная). Поэтому в задачу исследования входило доказательство значимой зависимости распространения заболеваемости от влияния климата по биоклиматиче-ским зонам. Для анализа был применен дискриминантный модуль (STATISTICA 6.1 - модуль «Discriminant Analysis») (табл. 2).
В результате наименьший показатель X у взрослых (Wilks' Lambda: 0,037; approx. F
(16,46)=12,081; p<0,00001), затем у подростков (Wilks' Lambda: 0,058; approx. F(14,48)=10,731; p<0,00001) и детей (Wilks' Lambda: 0,059; approx. F(12,50)=12,964; p<0,00001). Результаты подтвердили четкую дискриминантную зависимость уровня заболеваемости всех возрастных групп населения от климатических пока-
Таблица 2
Дискриминантная зависимость распространения заболеваемости органов дыхания по биоклиматическим зонам
Климатические Техногенные
Г руппы факторы факторы
населения Wilks Wilks
Lambda (X) Lambda (X)
Дети 0,059
Подростки 0,058 0,23
Взрослые 0,037
Примечание: чем X ближе к нулю, тем выше степень различия результатов по зонам.
зателей в биоклиматических зонах. Аналогичные исследования были проведены и с уровнем техногенного загрязнения воздуха, которое во многом зависит от климатических условий (скорость ветра при аэрации, влажность воздуха, температура и т.д.). Полученная X (Wilks' Lambda: 0,23; approx.F (4,14)=3,796023; p<0,027) для техногенных факторов несколько больше, но она также близка к нулю.
Таким образом, распространение заболеваемости органов дыхания в Приморском крае значимо укладывается в территориальное расположение биокли-матических зон, то есть уровень заболеваемости четко ориентирован климатическими особенностями региона, которые одновременно определяют также степень загрязнения воздушной среды.
Актуальной проблемой медико-экологических исследований является определение классификационных критериев распространения эколого-зависи-мых заболеваний. В данном случае, если уровень заболеваемости зависит от территориального расположения биоклиматических зон, важным становится определение критериев климатических показателей, под воздействием которых уровень заболеваемости в континентальной, переходной и прибрежной зонах отличается. Для этого при помощи метода многомерной статистики «Деревья класссификации» (STATISTICA 6.0 - модуль «Classification Trees») были определены классификационные критерии климатических параметров, позволившие при соблюдении иерархической структуры зависимости установить принадлежность объекта наблюдения к той или иной биозоне. В результате различие между зонами в первую очередь формируются температурой воздуха с пороговым среднегодовым показателем 4,9о, влажностью (70,8%) и количеством дней с туманами (41,8).
Выводы
1. Методология медико-экологической оценки распространения болезней органов дыхания в Приморском крае основана на системном моделировании сложных взаимоотношений человека и среды, где в качестве доминанты взаимоотношений принимается «отклик» (реакция) организма на внешнее воздействие.
2. Низкое качество среды в Приморском крае воспринимается человеком стрессорно, в результате возникают экологические проблемы формирования заболеваний.
3. Медико-экологическая оценка проводится с помощью анализа классификационных критериев, которые позволяют устанавливать пороговые величины территориального различия факторов среды, влияющих на уровень распространения заболеваний органов дыхания.
4. В Приморском крае в территориальном распространении заболевания органов дыхания главное участие принимают климатические факторы (температура, влажность воздуха, число дней с туманами).
ЛИТЕРАТУРА
1. Концепция факторов риска и образа жизни [Текст]/Ю.П.Лисицын//Здравоохр. Рос. Федерации.-1998.-№3.-С.49-52.
2. Подходы к оценке влияния техногенного загрязнения на здоровье человека Приморского края [Текст] /Л.В.Веремчук, П.Ф.Кику//Бюл.физиол.и па-тол.дыхания. -2000. -Вып. 6. -С.55 -61.
3. Технология оценки распространения болезней органов дыхания под влиянием климатических факторов в рамках социально-гигиенического мониторинга [Текст]/П.Ф.Кику, Л.В.Веремчук //Бюл. фи-зиол. и патол. дыхания.-2004.-Вып.19.-С. 7-12.
4. Фундаментальные исследования института в области медицины труда и экологии человека, их внедрение в практическое здравоохранение [Текст]/В.С.Рукавишников, С.Ф.Шаяхметов// Медицина труда и пром. экология.-2005.-№12.-С.1-5.
5. Экогении: теоретические проблемы и поиск решений [Текст]/Н.В.Ефимова//Бюл. ВСНЦ СО РАМН. -2005. -№ 1 -2.-С. 17-19.
6. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина [Текст]/В.А.Матюхин,
А.Н.Разумов.-М.: Наука, 1999.-336 с.
Поступила 22.11.2006
УДК 616.12-001.6+612.172.2
Б.И.Гельцер, В.Н.Котельников, И.Г.Агафонова, И.Б.Королев, М.В.Антонюк, Ю.К.Караман, В.Ли, П.А.Лукьянов
ЭНДОТЕЛИАЛЬНАЯ ДИСФУНКЦИЯ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ СОСУДОВ ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ
1 Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток,
2Владивостокский государственный медицинский университет,
3Владивостокский филиал ГУ ДНЦ ФПД СО РАМН - НИИ медицинской климатологии
и восстановительного лечения,
4Даляньский рыбный университет, КНР
РЕЗЮМЕ
Исследована вазомоторная активность сосудов головного мозга крысы. Установлены особенности эндотелийзависимых реакций церебральных артерий при индуцированной артериальной гипертензии. Определены качественные и количественные взаимосвязи показателей вазомоторного аппарата церебральных артерий и параметров циркуляторного гомеостаза.
SUMMARY
B.I.Geltser, V.N.Kotelnikov, I.G.Agafonova, I.B.Korolev, M.V.Antonyuk, J.K.Karaman,
V.Li, P.A.Lukyanov
ENDOTELIAL DISFUNCTION OF CEREBRAL BLOOD VESSELS AT ARTERIAL HYPERTENSION
I The vasomotor activity of rat brain blood ves- I sels was investigated. The features of endothe- |
lium dependent reactions of cerebral arteries were determined at inducible hypertension. The correlation of quantitative and qualitative parameters of cerebral arteries vasomotor functions and circulator homeostasis were studied.
Цереброваскулярные осложнения во многом определяют судьбу больных артериальной гипертензией (АГ), являясь важнейшей причиной стойкой утраты трудоспособности и летального исхода [3].
В настоящее время большой интерес представляет концепция о повреждении эндотелия как предиктора формирования поражения органов-мишеней при АГ. Одним из ранних проявлений дисфункции эндотелия является снижение выработки эндотелийрелак-сирующих факторов и как следствие - нарушение способности артерий расширяться и обеспечивать увеличение кровотока [5]. Одновременно нарушение физиологического баланса эндотелийзависимой вазомоторной функции также проявляется изменениями констрикторной способности артерий [4]. Однако, несмотря на фундаментальность изложенной про-
