Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 10 2017

Влияние на замърсяването на въздуха и температурата на околната среда върху екзацербациите на хроничната обструктивна белодробна болест

виж като PDF
Текст A
И. Крачунов1, Н. Кючуков1, Зл. Иванова1, Н. Янев1, П. Христова2, Ц. Попова3, П. Павлов1, П. Николова1, Я. Иванов1
1Клиника по пневмология и фтизиатрия, УМБАЛ „Д-р Георги Странски“, гр. Плевен; 2Катедра "Фармацевтични науки и социална фармация", МУ-Плевен; 3Клиника по вътрешни болести, УМБАЛ „Д-р Георги Странски“, гр. Плевен


Още през 1958 г. се появяват първите данни, сочещи други, различни от тютюнопушенето, фактори за развитие на ХОББ[1]. Съвременни проучвания показват по-висок дял непушачи сред пациентите, боледуващи от ХОББ, отколкото смятахме до скоро. Този дял варира в различните региони между 25% и 45%[2].

Като значим рисков фактор за развитие на ХОББ се смята експозицията на прахови частици и газове от атмосферния въздух в населените места, в домовете и на работното място. Въпреки това твърде малко се знае за влиянието на атмосферното замърсяване върху екзацербациите на хроничната обструк­тивна белодробна болест (ХОББ). Редица проучвания в последните години започват да разкриват ролята на атмосферните замърсители в утежняването на респираторните симптоми и екзацербациите на ХОББ.

В модели с животни е установено повишаване на мукозната секреция, увеличаване съпротивлението на дихателните пътища и образуване на мукозни запушалки при експозиция на ФПЧ10 и SO2[3].

Интратрахеална инстилация на ФПЧ10 при опитни плъхове води до неутрофилна инфилтрация, секреция на проинфламаторни медиатори и увеличение на епителната пропускливост[4]. Сходен ефект се наблюдава в горните дихателни пътища на здрави доброволци, експонирани на пари при изгаряне на дизел[5].

Излагането на SO2 и NO2 усилва имунния отговор към инхалаторни алергени[6]. С увеличаване на замърсяването на въздуха се засилват и респираторните симптоми при пациентите с ХОББ[7]. Взети заедно всички тези факти водят до логичното предположение, че атмо­сферното замърсяване влияе и на честотата на екзацербациите на ХОББ.

Връзката между екзацербациите на ХОББ и атмосферното замърсяване е по-добре проучена за тежките екзацербации. Данните за леки и умерено тежки екзацербации са оскъдни.

У нас тази връзка не е изследвана към момента. Проблемът е изключително актуален, поради факта че България е страната с най-сериозни проблеми по отношение на качеството на въздуха в Европейския съюз.

Четири от петте града с най-замърсен въздух в Европа са в България, а именно: Перник, Пловдив, Плевен и Добрич[8]. Приблизително 51% от населението в България живее при нива на замърсяване с ФПЧ10 над допустимите норми[9]. Затова връзката между атмосферното замърсяване и честотата на екзацербациите на ХОББ би трябвало да представлява интерес както за клиницистите, така и за здравните власти.

Повишаването на честотата на екзацербациите на ХОББ носи социални и икономически последици върху пациентите и обществото. Атмосферните замърсители повишават тази честота и следователно и разходите за здравеопазване. Голямо проучване от САЩ показва увеличаване на хо­спитализациите поради ХОББ с 2.5% с всяко повишаване на ФПЧ10 с 10 µg/m3 в предходните 5 дни[10]. Други проучвания показват сходни резултати, като откриват повишаване на хоспитализациите заради ХОББ и при повишаване на нивата в предходните 1-3 дни на други замърсители, като SO2, NO2 и O3[11-13]. Този ефект изглежда еднакъв в градски и селски региони[14]. Проучване сред 1 769 пациенти с ХОББ от Сао Пауло, Бразилия, свързва повишаването на нивата на ФПЧ10 и SO2 (28.3 mg/m3 и 7.8 mg/m3 съответно) с увеличаване на визитите в спешно отделение в следващите 6 дни (19% и 16% съответно)[15]. До 9% от посещенията на спешно отделение поради екзацербация на ХОББ могат да се дължат на атмосферно замърсяване. Тази връзка изглежда е по-изразена през летните месеци[16].

Замърсяването на въздуха в населените места заема важно място сред факторите, водещи до екзацербация на ХОББ. Далеч по-малко позната е ролята на замърсителите на въздуха в домовете.

Съществуват редица проучвания, свързващи замърсяването на въздуха в домовете със засилени респираторни симптоми, увреда на белодробната функция и развитие на ХОББ[17-19]. Дан­ните за ефектите на замърсяването на въздуха в дома върху екзацербациите при пациенти с ХОББ са много оскъдни поради невъзможност за мониториране качеството на въздуха там и големия брой нерегистрирани екзацербации.

Едва в последните години, с напредването на технологиите и изработването на индивидуални монитори за качеството на въздуха, започваме да добиваме представа за размера на проблема.

През 2013 г. за пръв път се провежда лонгитудинално проучване с обективно измерване на замърсяването в дома на бивши пушачи с лека и умерено тежка ХОББ. Проучването заключава, че експозицията в дома на ФПЧ2.5 и NO2 се свързва с повишени респираторни симптоми, употреба на облекчаващи симптомите медикаменти и риск от тежки екзацербации. Покачване с 10 µg/m3 на ФПЧ2.5 се свързва с 38% по-висок риск за тежка екзацербация[20]. Замърсяването в дома дори при по-ниски концентрации може да има съществен ефект върху екзацербациите на ХОББ поради по-продължителната експозиция.

Въпреки че замърсяването на въздуха бе подценявано с десетилетия като рисков фактор за развитието и екзацербациите на ХОББ, в последните години наблюдаваме засилващ се интерес към темата, тъй като то е потенциален модифицируем фактор. Редуцирането на атмосферните замърсители би довело до подобряване на качеството на живот, редуциране на екзацербациите на ХОББ и разходите за здравеопазване. В настоящето вече съществуват примери за ползите от подобряването на качеството на въздуха. Мерки, като забраната за продажба на въглища в Дъблин и намаляване на количеството на сяра в горивата в Хонг Конг, значително са подобрили качеството на въздуха, което от своя страна е намалило смъртността от респираторни и кардиологични причини[21]. Намаляване на нивата на ФПЧ2.5 в атмосферния въздух в САЩ е довело до значимо и измеримо удължаване на продължителността на живота на жителите[22].

Въпреки това все още са необходими проучвания относно влиянието на атмосферните замърсители върху честотата, тежестта и прогнозата на екзацербации на ХОББ както в околната среда, така и в дома.

Екипът на Клиниката по пневмология и фтизиатрия към УМБАЛ „Д-р Г. Странски” Плевен ЕАД си постави за цел да определи връзката между екзацербациите на ХОББ, атмосферните замърсители и температурата на околната среда.

Изследвахме група от 465 последователно набрани пациенти с ХОББ, с настоящ адрес гр. Плевен, проследена за 3 години. Всички пациенти подписаха информирано съгласие, одобрено от Комисията по етика към МУ-Плевен.

Диагнозата ХОББ е поставена според критериите на Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) от 2011 г., като постбронходилататорно съотношение на ФЕО1/ФВК е <0.70. Събрани са демографски, антропометрични и спирометрични данни, както и данни относно тютюнопушене, придружаващи заболявания и честота на екзацербациите на ХОББ от епикризи и амбулаторни листи, нанесени в специално изготвена анкетна карта.

Екзацербациите са дефинирани като остро влошаване на респираторните симптоми от стабилно състояние, налагащо лечение с антибиотик и/или системен кортикостероид (умерено тежка екзацербация) или хоспитализация (тежка екзацербация).

Нивата на замърсителите на въздуха ФПЧ10, NO2, SO2 и температурата на околната среда са взети от РИОСВ гр. Плевен, измерени почасово от автоматична измервателна станция, разположена в центъра на града.

Статистическата обработка е извършена чрез Statgraphics plus v.2.1.


Резултати

Замърсяването с ФПЧ10 в гр. Плевен показва отклонение от препоръчаните от СЗО нива. Средногодишната стойност на ФПЧ10 е: 45.48 µg/m3, 41.7 µg/m3 и 51.57µg/m3 съответно за 2012 г., 2013 г. и 2014 г. Препоръчаната средногодишна норма от СЗО е 20 µg/m3.

Общият брой дни със завишени нива на ФПЧ10 са 101, 70 и 137 съответно за 2012 г., 2013 г. и 2014 г., при норма до 35 дни годишно.

Открива се сигнификантна обратна връзка между средноседмичната температура и средноседмичните нива на замърсителите, както следва: NO (r=-0.53; p=0.0001), NO2 (r=-0.19; p=0.03), SO2 (r=-0.68; p=0.0001), ФПЧ10 (r=-0.70; p=0.0001).

Седмичната честота на екзацербациите на ХОББ се намира в сигнификантна права връзка със средноседмичните нива на: ФПЧ10 (r=0.20; p=0,.02) – Фиг. 1; NO (r=0.34; p=0.02) – Фиг. 2; SO2 (r=0.31; p=0.0002) – Фиг. 3; и в обратна връзка с температурата на околната среда (r=-0.38; p= 0.0001) – Фиг. 4. Установена е и връзка с годишния сезон (r=0.51; p=0.02).

Фигура 1: Връзка между седмичния брой екзацербации на ХОББ и средноседмичните нива на ФПЧ10

ФЕО1/ФВК (индекс на Тифно). Съотношение между форсиран експираторен обем за 1 секунда и форсиран витален капацитет. Стойности по-ниски от 0.70 показват наличие на обструкция в долните дихателни пътища.

   

Фигура 2: Връзка между седмичния брой екзацербации на ХОББ и средноседмичните нива на NO

 
Фигура 3: Връзка между седмичния брой екзацербации на ХОББ и средноседмичните нива на SO2

 

Фигура 4: Връзка между седмичния брой екзацербации на ХОББ и средноседмичната температура на околната среда

 

Въз основа на връзките между нивата на ФПЧ10, температурата и седмичния брой екзацербации на ХОББ изготвихме модели за предвиждане честотата на умерено тежки и тежки екзацербации при пациенти с ХОББ. (r=0.20; R2 – 3.83, стандартна грешка 2.61; p= 0.0172).

N = (3.43798 + 0.0231344 х PM)/465 х 1000

N = Очакван брой екзацербации за седмица на 1000 пациенти с ХОББ

PM = Средноседмични нива на ФПЧ10

При намаляване на средноседмичните нива на ФПЧ10 с 10 µg/м3 се стига до намаляване с 0.49 екзацербации седмично на 1000 пациенти с ХОББ.

Влияние на температурата на околната среда върху честотата на екзацербациите.

Въз основа на представените данни, чрез регресионен анализ са стига до следното уравнение.

N = (Сед. бр. екз. = 5.96826 – 0.106995 х Tср)/465 х 1000

N = Очакван брой екзацербации за седмица на 1000 пациенти с ХОББ

Tср = Средноседмична температура

При спадане на средноседмичната температура с 10°С се предвижда покачване на седмичния брой екзацербации с 2.30 на 1000 пациенти с ХОББ.


Дискусия

От данните, предоставени от РИОСВ – Плевен, става ясно, че нивата на ФПЧ10 в гр. Плевен значително надхвърлят препоръките на СЗО както по отношение на броя дни с пикови концентрации, така и по отношение на средногодишната норма. След направен анализ стигнахме до извода, че нивата на ФПЧ10 корелират с нивата на другите атмосферни замърсители, като NO, NO2 и SO2. Тези данни говорят в подкрепа на доклад на Европейската агенция по околната среда от 2013 г., в който се твърди, че гр. Плевен е един от петте най-замърсени града в Европа[8].

Нивата на всички изследвани атмо­сферни замърсители показват изразена обратна връзка с температурата на околната среда. Тези резултати говорят в подкрепа на данните на „Изпълнителната агенция по околна среда“, че битовото отопление продължава да е основен източник на ФПЧ10 в България, емитирайки 58% от общото количество, изхвърляно в атмосферата[9].

В нашето проучване установихме, че седмичният брой екзацербации е в права корелационна връзка с нивата на ФПЧ10, NO, SO2 и в обратна връзка със средноседмичната температура на околната среда.

Проучвания сред пациенти с ХОББ показват връзка между атмосферното замърсяване и увеличение на респираторните симптоми[7], хоспитализациите поради ХОББ[10-13] и визитите в спешно отделение поради екзацербации[15,16]. Негативната връзка между температурата на околната среда и честотата на екзацербациите е проучена и от други автори[23].

Въз основа на проучените взаимовръзки изготвихме модели за предвиждане честотата на екзацербациите, в които температурата на околната среда и нивата на ФПЧ10 са независими рискови фактори за екзацербации на ХОББ. Тези данни могат да се използват за планиране на медицински дейности и разходите, свързани с тях.


Изводи

Замърсяването на въздуха в гр. Плевен превишава значително препоръчваните норми от СЗО. То е важен рисков фактор за развитието на екзацербациите на ХОББ. Пациентите с ХОББ трябва да избягват пребиваване навън в дни с повишени нива на замърсители и да редуцират нивата на замърсяване в дома. Необходимо е преразглеждане на стратегиите и мерките, свързани с опазване на качеството на въздуха на национално ниво.
 
 
Използвани съкращения:
ФПЧ2.5 – Фини прахови частици с размер до 2.5 µm
ФПЧ10 – Фини прахови частици с размер до 10 µm
ФЕО1 – Форсиран експираторен обем за 1 сек.
ФВК – Форсиран витален капацитет
СЗО – Световна здравна организация
РИОСВ – Регионална инспекция по околна среда и водите
SO2 – Серен диоксид
NO2 – Азотен диоксид
NO – Азотен оксид
О3 – Озон

  
   

  
книгопис:
1.    Fairbairn AS, Reid DD; Air pollution and other local factors in respiratory disease; Br J Prev Soc Med 1958; 12: 94–103.
2.    Salvi SS, Barnes PJ; Chronic obstructive pulmonary disease in non-smokers; Lancet 2009; 374: 733–43.
3.    Jany B, Gallup M, Tsuda T. et al; Mucin gene expression in rat airways following infection and irritation; Biochem Biophys Res Commun. 1991 Nov 27;181(1):1-8.
4.    Li XY, Gilmour PS, Donaldson K. et al; Free radical activity and pro‐inflammatory effects of particulate air pollution (PM10) in vivo and in vitro; Thorax 1996 Dec; 51(12):1216-22.
5.    Salvi SS, Nordenhall C, Blomberg A. et al; Acute exposure to diesel exhaust increases IL‐8 and GRO‐alpha production in healthy human airways; Am J Respir Crit Care Med. 2000 Feb; 161(2 Pt 1):550-7.
6.    Devalia JL, Rusnak C, Herdman M J. et al; Effect of nitrogen dioxide and sulphur dioxide on airway response of mild asthmatic patients to allergen inhalation; Lancet 1994 Dec 17; 344(8938):1668-71.
7.    Peacock JL, Anderson HR, Bremner SA, et al; Outdoor air pollution and respiratory health in patients with COPD; Thorax 2011 Jul; 66(7):591-6.
8.    Air quality in Europe – 2013 report; European environmental agency, Report No 9/2013.
9.    Национален доклад за състоянието и опазването на околната среда 2013 (изпълнителна агенция по околна среда) http://eea.government.bg/bg/soer/2011 27.11.2013.
10.    Zanobetti A, Schwartz J, Dockery DW; Airborne particles are a risk factor for hospital admissions for heart and lung disease. Environ; Health Perspect. 2000; 108: 1071–7.
11.    Medina-Ramon M, Zanobetti A, Schwartz J; The effect of ozone and PM10 on hospital admissions for pneumonia and chronic obstructive pulmonary disease: a national multicity study; Am. J. Epidemiol. 2006; 163: 579–88.
12.    Anderson HR, Spix C, Medina S et al.; Air pollution and daily admissions for chronic obstructive pulmonary disease in 6 European cities: results from the APHEA project; Eur Respir J. 1997 May; 10(5):1064-71.
13.    Health Effect Institute (HEI) International Scientific Oversight Committee Executive Summary; Outdoor air pollution and health in the developing countries of Asia: A comprehensive review; Special Report 18, November 2010.
14.    Sauerzapf V, Jones AP, Cross J; Environmental factors and hospitalisation for chronic obstructive pulmonary disease in a rural county of England; J. Epidemiol. Community Health 2009; 63: 324–8.
15.    Arbex MA, Conceicao GM, Cendon SP et al; Urban air pollution and chronic obstructive pulmonary disease-related emergency department visits; J. Epidemiol. Community Health 2009; 63: 777–83.
16.    Sunyer J, Sáez M, Murillo C, et al; Air pollution and emergency room admissions for chronic obstructive pulmonary disease: a 5-year study; Am J Epidemiol. 1993 Apr 1; 137(7):701-5.
17.    Dennis RJ, Maldonado D, Norman S, et al; Woodsmoke exposure and risk for obstructive airways disease among women; Chest 1996; 109:115–9.23.
18.    Orozco-Levi M, Garcia-Aymerich J, Villar J, et al; Wood smoke expo-sure and risk of chronic obstructivepulmonary disease; Eur Respir J 2006; 27:542.
19.    Akhtar T, Ullah Z, Khan M H, et al.; Chronic bronchitis in women using solid biomass fuel in rural Peshawar, Pakistan; Chest 2007; 132:1472.
20.    Hansel NN, McCormack MC, Belli AJ, et al; In-Home Air Pollution Is Linked to Respiratory Morbidity in Former Smokers with Chronic Obstructive Pulmonary Disease; Am J Respir Crit Care Med. 2013 May 15; 187(10):1085-90.
21.    Clancy L, Goodman P, Sinclair H et al. Effect of air-pollution control on death rates in Dublin, Ireland: an intervention study; Lancet 2002; 360: 1210–4.
22.    Arden Pope, Majid Ezzati,Douglas W,Dockery; Fine-Particulate Air Pollutionand Life Expectancy in the United States; N Engl J Med 2009; 360:376-386January 22, 2009DOI: 10.1056/NEJMsa0805646.
23.    Tseng CM, Chen YT, Ou SM, et al; The effect of cold temperature on increased exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease: a nationwide study; PloS One. 2013; 8(3):e57066.