CC BY
24
© Синяченко О.В., Герасименко А.М., Ливенцова Е.В. УДК 616.13-018.3-007.17/.18-007.249-036.12+502
зк
РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ СИСТЕМНЫХ ВАСКУЛИТОВ И ЭКОЛОГИЯ
Синяченко О.В., Герасименко А.М., Ливенцова Е.В.
Национальный медицинский университет им. М.Горького, г. Донецк
Подано дан, що стосуються поширеност,i системних васкултв (пурпури Шенлейна-Геноха, кр'1оглобул'1нем'1чного васкулт вузликового поларгернгу, неспецифiчного аортоартернту, гранулематозу Вегенера тощо) в рiзних еко-логчних регонах, Mia-ах i сльських районах, вплив на медичнi статистичн1 показники ступеня розвитку окремих галузей промисловост, транспорту та сльського господарства, забруднення в довкiллi атмосферного пов1тря, грунту й грунтових вод р1зними ксеноботиками, у тому числ.i токсичними i есенцальними мкроелементами.
Ключовi слова: системы васк^ти, поширенють, довктля.
Введение
За последние три года наблюдается отчетливое увеличение численности больных системными васку-литами (СВ) [14], причем, этот факт рассматривается в контексте с ухудшением экологической ситуации в разных регионах планеты. Неблагоприятная окружающая среда повышает распространенность СВ у генетически предрасположенных к болезням людей [2, 12], что во многом обусловленно формированием в организме антинейтрофильных цитоплазматических антител - одного из главных факторов в патогенетических построениях таких заболеваний [4]. Отмечено, что СВ чаще возникают в высокоурбанизированных регионах [10, 18]. Необходимо подчеркнуть, что остаются неизученными параметры распространенности СВ в городах и сельских местностях в зависимости от отдельных факторов загрязнения ксенобиотиками атмосферы, почвы, питьевой и грунтовых вод.
Цель и задачи работы - изучить распространенность СВ и проанализировать эти показатели в разных экологических регионах Донецкой области в зависимости от неблагоприятных факторов окружающей среды (воздуха, грунта, воды) и степень влияния на этот статистический медицинский показатель развития отдельных отраслей промышленности, транспорта и сельского хозяйства.
Материалы и методы исследования
Гигиеническая оценка антропогенного загрязнения окружающей среды проводилась на основе определения ксенобиотиков в четырех ее объектах - атмосферном воздухе, почве, питьевой воде и в подземных водоисточниках. Данные были получены в результате исследований санитарно-гигиенических станций, региональных отделений Государственных комитетов по гидрометеорологии, контролю природной среды и экологической безопасности. Оценивали: 1) распределение выбросов в атмосферу 17 городских и 17 сельских регионов Донецкой области металлургической, угледобывающей, химической, машиностроительной промышленности, производства строительных материалов, энергетики, автомобильного транспорта и сельского хозяйства; 2) уровень выбросов в атмосферу и накопление в ней промышленных отходов за
год из расчета на площать территории и человека; 3) содержание в воздухе аммиака, 3,4-бензпирена, диоксидов азота, серы и углерода, оксида углерода, сероводорода и фенола; 4) минерализацию питьевой воды разных регионов, содержание в ней хлоридов, сульфатов, нитратов и аммонийных фосфатов; 5) уровни в почвах Ва, Ве, В1, Со, Сг, Си, Нд, Ц Мп, Мо, 1\Н, РЬ, Эп, И, V и гп, а в подземных водах - Ва, Си, Ц Мп, 1\Н, РЬ, И и гп.
Показатель выбросов в атмосферу на площать территории за год составляет 9,7±0,59 т3/км2, а параметры накопления промышленных отходов на одного человека - 0,7±0,03 тонн. Частота распределения усредненной структуры выбросов в атмосферу Донецкой области оказалась следующей: металлургическая промышленность - 8,9±3,53%, угледобывающая -25,2±6,45%, химическая - 5,1 ±1,46%, машиностроительная - 6,8±2,85%, энергетика - 19,6±6,19%, производство строительных материалов - 21,4±5,79%, автомобильный и железнодорожный транспорт -5,9±2,68%, сельское хозяйство - 7,2±3,50%. Средняя концентрация в атмосфере аммиака составила 115,4±3,93 мкг/м3, 3,4-бензпирена - 5,6±0,22 нг/м3, диоксида азота - 97,2±3,65 мкг/м3, диоксида серы -178,5±6,25 мкг/м3, диоксида углерода - 2,8±0,13 мкг/м3, оксида углерода - 10,5±0,26 мг/м3, сероводорода - 41,7±1,78 мкг/м3 и фенола - 8,6±0,24 мкг/м3, параметры минерализации питьевой воды были 1,7±0,07 г/л, хлоридов - 183,2±9,86 мгхэкв/л, сульфатов - 782,0±37,08 мг/л, нитратов - 25,8±2,03 мг/л, аммонийных фосфатов - 0,4±0,02 мг/л. Содержание в почве Ва составило 854,2±22,29 мг/кг, Ве - 180,1±2,14 мкг/кг, В1 - 161,0±1,04 мкг/кг, Со - 1,9±0,02 мг/кг, Сг -213,1±10,54 мг/кг, Си - 60,8±1,09 мг/кг, и - 63,5±1,16 мг/кг, Мп - 2191,3±161,51 мг/кг, Мо - 2,6±0,04 мг/кг, N
- 63,5±1,16 мг/кг, РЬ - 93,9±6,27 мг/кг, Эп - 8,7±0,49, V
- 102,5±1,41 мг/кг, гп - 227,5±10,43 мг/кг, а в грунтовых водах Ва - 2,86±0,438 мг/л, Си - 0,55±0,061 мг/л, и - 0,81±0,065 мг/л, Мп - 1,39±0,053 мг/л, N -0,08±0,006 мг/л, РЬ - 0,12±0,010 мг/л, И - 2,15±0,091 мг/л, гп - 0,49±0,045 мг/л.
По Донецкой области среди взрослого населения соотношение распространенности таких ревматических заболеваний, как остеоартроз, хроническая рев-
* Цитування при атестаф' Kadpie: Синяченко О.В., Герасименко А.М., Ливенцова Е.В.. Распространенность системных васкулитов и экология // Проблеми екологп i медицини. - 2013. - Т. 17, № 1-2. - С. 20 -22.
Проблеми екологц та медицини
матическая болезнь сердца, подагра, ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилит, системная красная волчанка и СВ (пурпура Шенлейна-Геноха, эссе-нциальный криоглобулинемический васкулит, эози-нофильный васкулит Черджа-Стросса, болезни Гуд-пасчура и Бехчета, гранулематоз Вегенера, узелковый полиартериит, неспецифический аортоартериит Такаясу) составляет как 184:38:16:15:2:1:1. При этом средняя распространенность СВ по регионам области равна 1,29±0,179 на 10 тыс. населения.
Статистическая обработка полученных результатов исследований проведена с помощью компьютерного вариационного, корреляционного, регрессионного и дисперсионного (ANOVA) анализа (программы "Microsoft Excel" и "Statistica-Stat-Soft", США). Оценивали средние значения (M), стандартные отклонения (SD) и ошибки (m), коэффициенты корреляции (r), критерии дисперсии (D), Стьюдента (t) и достоверность статистических показателей (р). С учетом предельно допустимых концентраций веществ подсчитывали интегральные степени неблагоприятной нагрузки в регионе ксенобиотиками на атмосферный воздух (Q), почву (R) и воду (S).
Результаты и их обсуждение
Как известно, уровни органических и неорганических ксенобиотиков в атмосферном воздухе городов (особенно с развитой промышленностью) намного выше, чем в сельских районах. По данным выполненного нами однофакторного дисперсионного анализа достоверное влияние городской и сельской местности проживания людей на распространенность в этих районах СВ отсутствует.
Отсутствуют дисперсионные и корреляционные связи между распространенностью СВ и параметрами Q, R, S. Если от степени выбросов в атмосферу ксенобиотиков распространенность СВ не зависит, то, как свидетельствует ANOVA, обсуждаемый медицинский статистический показатель тесно связан с накоплением в воздухе промышленных отходов (D=3,89, p=0,041). Распространенность СВ в регионах с превышением (>M+SD) выбросов и накопления промот-ходов и в остальных экологических зонах отличается соответственно на 39% и 61%, но результаты оказались недостоверными.
Сейчас четко установлено неблагоприятное воздействие на сосуды (в контексте с экологическим загрязнением окружающей среды) энергетики, производства строительных материалов, металлургической, химической и других отраслей промышленности [5, 11]. По нашим данным, на распространенность СВ оказывает негативное влияние развитие в регионах только угледобывающей отрасли (D=2,84, p=0,042).
Как свидетельствует однофакторный дисперсионный анализ, имеет место отрицательное влияние на распространенность СВ уровня в атмосфере фенола (D=2,73, p=0,047), а по результатам корреляционного анализа существует прямая связь с содержанием в воздухе диоксида серы (r=+0,403, p=0,044). Заметим, что высокая концентрация диоксидов во вдыхаемом воздухе относится к факторам риска развития СВ [6, 8]. Установлено, что распространенность СВ обратно зависит от уровня фосфатов в воде (D=3,01, p=0,034, r=-0,311, p=0,041).
Zn Ti Pb Ni Mn Li Cu Ba
Ba
Zn.
V
Ti«.
Sn --
Pb-'
Ni'
, - Co
- Cr
'-Cu
0,2 0,4 0,6 0,8
Mn
0
1
Рис. 1. Достоверность связей (р) распространенности СКВ с Рис. 2. Достоверность связей (р) распространенности СКВ с
уровнем МЭ в грунтовых водах (светлые полосы - влияние, уровнем МЭ в почве (светлые линии - влияние, темные -
темные - корреляция) корреляция)
Постоянное влияние на организм токсичных мик- людей увеличивает частоту развития в этих регионах
роэлементов (МЭ) окружающей среды считается од- СВ [15]. Нами установлено негативное влияние на
ним из важных экологически обусловленных патоге- распространенность СВ содержания в грунтовых во-
нетических факторов многих заболеваний. Нужно от- дах Рь (6=2,13, р=0,025), что представлено на рис. 1.
метить, что по данным литературы степень загрязне- Этот токсичный МЭ относится к экологическим фак-
ния водных источников МЭ следующая: торам внешней среды («экологическим ядам»), ока-
1\11>Со>РЬ>Сг>У>7п [9]. Высокие параметры солей зывающим влияние на развитие сосудистой патоло-тяжелых металлов в окружающей среде проживания
гии [20]. Существует связь развития кожных аллергических васкулитов с воздействием на организм Pb [7].
Как видно из рисунка 2, на распространенность СВ влияет уровень того же Pb, но уже в почве (D=3,25, p=0,047), а также концентрация Hg (D=3,43, p=0,040). Кроме того, существует обратная корреляционная связь с содержанием в грунте Zn (r=-0,271, p=0,033). Ранее было показано, что высокий уровень Hg в окружающей среде способствует развитию у людей эозинофильного васкулита Черджа-Стросса [13]. Такой металл считается иммунотоксичным, что доказывается на мышах C57B1/6xDBA/2, генетически восприимчивых к действию Hg. У этих животных, а также у коричневых норвежских крыс, имеет место связь такого микроэлементоза с высокими уровнями в крови противоядерных антител и развитием васкулита [17, 19]. Повышенный уровень постоянного экзогенного воздействия на организм людей Hg участвует в патогенетических построениях гранулематоза Вегенера [1]. Ртутная интоксикация проявляется, помимо всего прочего, развитием СВ Кавасаки [3] и Бехчета [16].
Выполненный дисперсионный анализ показал достоверное влияние на частоту развития отдельных СВ показателей Q (D=3,63, p=0,002), степени развития в регионе химической промышленности (D=17,42, p<0,001) и производства строительных материалов (D=3,41, p=0,003), уровней в воздухе аммиака (d=2,19, p=0,044) и диоксида серы (D=3,85, p=0,001), концентрации в питьевой воде сульфатов (D=2,32, p=0,033), параметров в почве Be (D=2,36, p=0,030), Mo (D=2,56, p=0,019), Ni (3,78, p=0,001) и Pb (D=5,47, p<0,001), а также содержания Pb в грунтовых водах (D=4,44, p<0,001). Особенностями неспецифического аортоартериита Такаясу является зависимость его распространенности в регионе от показателей R (D=4,37, p=0,026) и степени развития угледобывающей промышленности (D=3,57, p=0,048), гранулема-тоза Вегенера - от развития металлургии (D=9,88, p<0,001). Обращает на себя внимание отсутствие связей распространенности эссенциального криогло-булинемического васкулита с характером питьевой и грунтовых вод.
Вывод
Таким образом, существует связь распространенности СВ с развитием в регионе проживания людей угледобывающей отрасли промышленности и с такими факторами окружающей среды, как степень накопления в атмосфере промышленных отходов, содержание в воздухе фенола и диоксида серы, концентрация в питьевой воде фосфатов, параметры в почве Hg, Pb и Zn, а в грунтовых водах только Pb, причем, наблюдаются особенности зависимости эпидемиологического показателя от экологических при неспецифическом аортоартериите Такаясу, гранулематозе Вегенера и эссенциальном криоглобулинемическом васкулите.
Литература
1. Albert D. Wegener's granulomatosis: Possible role of environmental agents in its pathogenesis / D. Albert D, C. Clarkin, J. Komoroski [et al.] // Arthritis Rheum. - 2009. -Vol. 51, N 4. - P. 656 - 664.
2. Barragan-Martínez C. Organic solvents as risk factor for autoimmune diseases: a systematic review and metaanalysis / C. Barragan-Martínez, C. A. Speck-Hernandez,
G. Montoya-Ortiz, R. D. Mantilla // PLoS One. - 2012. -Vol. 7, N 12. - E. 51506.
3. Brannan E. H. Elemental mercury poisoning presenting as hypertension in a young child / E. H. Brannan, S. Su, B. K. Alverson // Pediatr. Emerg. Care. - 2012. - Vol. 28, N 8. -P. 812 - 814.
4. Cartin-Ceba R. Pathogenesis of ANCA-associated vasculitis / R. Cartin-Ceba, T. Peikert, U. Specks // Curr. Rheumatol. Rep. - 2012. - Vol. 14, N 6. - P. 481 - 493.
5. Cavallo D. M. Environmental and biological monitoring in the plating industry / L. M. Cavallo, A. Cattaneo // G. Ital. Med. Lav. Ergon. - 2012. - Vol. 34, N 3. - P. 247 - 250.
6. Corsaro G. B. Health risk assessment in the metal scrap recycle: the case of Brescia / G. B. Corsaro, V. Gabusi, A. Pilisi // G. Ital. Med. Lav. Ergon. - 2012. - Vol. 34, N 3. - P. 259 - 266.
7. Er-Deng-Sang E. Determination of trace elements in Mongolian medicine Zidianling curing allergic purpura disease by ICP-AES / E. Er-Deng-Sang, G. B. Hang, T. Ba // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi. - 2008. - Vol. 28, N 11. - P. 2679 - 2683.
8. Farhat S. C. Air pollution in autoimmune rheumatic diseases: a review / S. C. Farhat, C. A. Silva, M. A. Orione [et al.] // Autoimmun. Rev. - 2011. - Vol. 11, N 1. - P. 14 - 21.
9. Gao W. H. Distribution patterns of heavy metals in surficial sediment and their influence on the environment quality of the intertidal flat of Luoyuan Bay, Fujian coast / W. H. Gao, Y. F. Du, D. D. Wang, S. Gao // Huan Jing Ke Xue. - 2012. - Vol. 33, N 9. - P. 3097 - 3103.
10. Harmens H. Terrestrial mosses as biomonitors of atmospheric POPs pollution: a review / H. Harmens, L. Foan, V. Simon, G. Mills // Environ Pollut. - 2013. - Vol. 173. - P. 245 - 254.
11. Kluger N. Tattoo-induced vasculitis: is it really the ink? / N. Kluger // Am. J. Emerg. Med. - 2011. - Vol. 29, N 3. - P. 347 - 348.
12. Lee J. L. The geo-epidemiology of temporal (giant cell) arteritis / J. L. Lee, S. M. Naguwa, G. S. Cheema, M. E. Gershwin // Clin. Rev. Allergy Immunol. - 2008. - Vol. 35, N 1 - 2. - P. 88 - 95.
13. Maramba N. P. Environmental and human exposure assessment monitoring of communities near an abandoned mercury mine in the Philippines: A toxic legacy / N. P. Maramba, J. P. Reyes, A. T. Francisco-Rivera // J. Environ Manage. - 2008. - Vol. 81, N 2. - P. 135 - 145.
14. MarkoviC A. Vasculitis and vasculopathy / A. MarkoviC // Acta Med. Croatica. - 2012. - Vol. 66, suppl. 1. - P. 19 - 24.
15. Moyer C. F. Systemic vascular disease in male B6C3F1 mice exposed to particulate matter by inhalation: studies conducted by the National Toxicology Program / C. F. Moyer, U. P. Kodavanti, J. K. Haseman [et al.] // Toxicol. Pathol. - 2009. - Vol. 30, N 4. - P. 427 - 434.
16. Schofield P. Dementia associated with toxic causes and autoimmune disease / P. Schofield // Int. Psychogeriatr. -
2008. - Vol. 17, suppl. 1. - P. 129-147.
17. Silbergeld E. K. Mercury and autoimmunity: implications for occupational and environmental health / E. K. Silbergeld, I. A. Silva, J. F. Nyland // Toxicol. Appl. Pharmacol. -
2009. - Vol. 207, N 2. - P. 282 - 292.
18. Wang C. Summer atmospheric polybrominated diphenyl ethers in urban and rural areas of northern China / C. Wang, W. Li, J. Chen [et al.] // Environ Pollut. - 2012. - Vol. 171. - P. 234 - 240.
19. Wu Z. IL-4 gene expression up-regulated by mercury in rat mast cells: a role of oxidant stress in IL-4 transcription / Z. Wu, D. R. Turner, D. B. Oliveira // Int. Immunol. - 2010. -Vol. 13, N 3. - P. 297 - 304.
20. Yang X. Silica nanoparticles capture atmospheric lead: implications in the treatment of environmental heavy metal pollution / X. Yang, Z. Shen, B. Zhang [et al.] // Chemos-phere. - 2013. - Vol. 90, N 2. - P. 653 - 656.
Мы заявляем, что во время исследования права пациентов были учтены в соответствии с требованиями Хельсинкской конвенции.
Мы заявляем, что исследования на животных не проводились.
