Министерство здравоохранения и социального развития Федеральное государственное

Министерство здравоохранения и социального развития Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Балтийский федеральный университет имени И. Канта» Раздел 1 Влияние факторов окружающей среды на жизнедеятельность населения Лабораторное занятие 1. 12 Комплексная химическая нагрузка при многомаршрутных сценариях экспозиции. Характеристика опасности для здоровья.

n n Выявление причинно-следственных связей между воздействием факторов окружающей среды и возможными изменениями состояния здоровья человека является одной из задач гигиенической диагностики, ставящей своей целью установление зависимости между состоянием природной и социальной среды и здоровьем популяции или отдельного индивидуума. Последнее направление в гигиенической диагностике, т. е. установление этиологической связи между заболеванием и воздействием факторов окружающей среды, получило за рубежом название "клиническая экология". Одним из важнейших элементов методологии гигиенической диагностики является оценка риска неблагоприятных эффектов факторов окружающей среды для здоровья человека.

n n Риск - это вероятность или правдоподобие развития вредного эффекта при конкретном воздействии конкретного фактора на конкретную популяцию. Факторы риска – особенности организма или внешние воздействия, приводящие к увеличению риска возникновения заболевания (другого исхода)

Цель и задачи гигиенической диагностики: Установление истинной причины возникновения нарушений в состоянии здоровья позволяет: 1. Правильно поставить этиологический диагноз 2. Представить возможные исходы обнаруженных нарушений состояния здоровья пациента 3. Разработать и предложить адекватные профилактические и реабилитационные мероприятия с использованием подходов первичной, вторичной и третичной профилактики

Алгоритм проведения гигиенической диагностики: 1. Тщательный анализ всей медико-биологической информации по существу проблемы, включая данные: а). Об источниках загрязнения среды обитания; б). Физико-химических свойствах загрязнителей; в). Маршрутах миграции и их трансформации в объектах окружающей среды; г). Путях поступления в организм; д). Механизмах их токсического действия; е). Возможных эффектах при установленных условиях экспозиции.

2. Структурирование доказательств связи между установленной экспозицией и нарушениями в состоянии здоровья (реальными и ожидаемыми) формализовано в виде взаимосвязанных этапов, применяющихся при оценке риска: идентификация опасности; оценка экспозиции; оценка зависимости «доза – ответ» ; характеристика риска.

1. Идентификация опасности (вредности): какие факторы, при каких уровнях и путях воздействия, из каких сред могут вызвать неблагоприятные последствия для здоровья человека, насколько правдоподобна и подтверждена ассоциация между фактором и заболеванием. На данном этапе определяются конкретные проблемы и приоритетные задачи, а также намечаются пути их решения.

Элементы оценки влияния факторов среды на здоровье населения 1. Идентификация опасности 1. 1. Источник (инвентаризация). 1. 2. Эмиссия (объем выброса, параметры, необходимые для расчета максимально разовых и среднегодовых концентраций). 1. 3. Потенциально опасные факторы (абсолютно все присутствующие в окружающей среде вещества). 1. 4. Перечень приоритетных (наиболее опасных) факторов.

1. Идентификация опасности Необходимо сформировать гипотезу на основе анализа следующих данных: n загрязнении объектов окружающей среды вредными химическими веществам; n физико-химических свойствах этих веществ, параметрах токсикодинамики и токсикокинетики; n источниках поступления загрязняющих веществ в окружающую среду, процессах транспорта, накопления, разрушения в окружающей среде и путях поступления в организм человека; n результатах эпидемиологических исследований или клинических наблюдений; n экологической характеристики местности

2. Оценка экспозиции Анализируются следующие данные: n Наиболее вероятные пути миграции в объектах окружающей среды исходя их физико-химических свойств вещества, климатических, погодных и гидрогеологических условий, характера и состава почвы; n Максимально полных сценариях экспозиции; n Уровнях воздействия на популяцию (концентрации и дозы); n Продолжительности экспозиции; n Биологических маркерах; n Образе жизни, традициях и привычках в питании; n Характеристике групп населения популяции, подвергнутой экспозиции

2. Оценка экспозиции. Маршруты (пояснения) Оценивают воздействующие дозы и концентрации с учетом выбранного маршрута экспозиции (воздействующих сред и путей поступления): n результаты моделирования концентраций (модели рассеивания); n результаты моделирования межсредовых переходов (концентрации во всех воздействующих средах); n данные непрямого мониторинга (максимально разовые, среднегодовые концентрации, процентили, статистическое распределение); n данные прямого мониторинга (индивидуальный отбор проб); n факторы экспозиции (суточная активность, потребление воздуха, воды, продуктов и др. ); n расчет воздействующих доз для населения в целом и отдельных чувствительных групп; n расчет суммарных доз для всех маршрутов экспозиции, путей поступления, воздействующих сред; n характеристика суммарной нагрузки.

3. Установление зависимости "доза - ответ" Это выявление связи между состоянием здоровья (например, долей лиц, у которых развилось определенное заболевание) и уровнями экспозиции. Представляет собой количественную характеристику зависимости вероятности развития вредных эффектов от уровней, продолжительности и режима воздействия анализируемых химических веществ. Здесь же определяются уровни воздействия веществ, которые вероятно не вызовут изменений в состоянии здоровья. Данный анализ проводится раздельно для канцерогенов и веществ, не обладающих канцерогенным действием.

3. Установление зависимости «доза – ответ» , анализ: n токсичности, ПДК по санитарно-токсическому признаку вредности; n референтные концентрации (уровни минимального риска); n факторы канцерогенного потенциала; n параметры зависимости "доза - ответ" для неканцерогенов (риск нарушения здоровья на единицу дозы/концентрации); n поражаемые органы и системы, тяжесть изменений при разных уровнях воздействия, клиническая картина; n установление этиологической связи между экспозицией и фактическими показателями состояния здоровья населения, выявление вклада изучаемого фактора в риск развития нарушений состояния здоровья.

4. Характеристика риска (опасности) Необходимо ответить на два вопроса: 1. Что способно вызвать данное соединение? 2. Какой уровень экспозиции для людей не будет создавать риска для здоровья при ежедневном поступлении в течение всей жизни? Представляет собой анализ всех полученных данных, расчетов рисков для популяции и ее отдельных подгрупп, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями, сравнительная оценка и ранжирование различных рисков по степени их статистической, медикобиологической и социальной значимости. Цель данного этапа - установление медицинских приоритетов и тех рисков, которые должны быть предотвращены или снижены до приемлемого для данного общества уровня.

4. Характеристика риска (детализация): n значения рисков для отдельных факторов при разных путях воздействия из определенных сред, n суммарные риски для маршрутов воздействия, путей поступления, суммарные риски для веществ с одинаковым типом вредного действия; n расчет интегрированных индексов опасности для факторов с разным типом вредного действия, например, канцерогенов и неканцерогенов; n анализ распределения рисков в популяции, в особо чувствительных подгруппах, выявление сверхэкспонируемых индивидуумов; n сравнение многолетней динамики рисков на данной территории; n ранжирование факторов, источников загрязнения, территорий; n сравнительная характеристика рисков влияния на здоровье, экологических рисков, влияния факторов на условия и качество жизни населения; n определение приоритетных проблем для данной территории.

По завершении оценки риска все полученные данные и рекомендации передаются органам, отвечающим за управление риском, которые на их основе разрабатывают с учетом экономических, политических, социальных и других мотивов методы предотвращения или снижения риска, устанавливают при необходимости динамический контроль за уровнями рисков, экспозиций и состоянием здоровья населения. Этот раздел методологии оценки риска, как уже было отмечено, получил название "управление риском".

Параметры для оценки неканцерогенного риска n n В методологии оценки риска в качестве параметров для оценки неканцерогенного риска используются референтные уровни воздействия (референтные дозы и концентрации), а также параметры зависимости "концентрация-ответ", полученные в эпидемиологических исследованиях. При оценке риска развития неканцерогенных эффектов, как правило, исходят из предположения о наличии порога вредного действия, ниже которого вредные эффекты не развиваются. Однако для отдельных загрязнений окружающей среды наличие данного порога не доказано (например, взвешенные вещества). Критерии установления пороговых доз/концентраций приведены в отечественных методических указаниях по установлению предельно допустимых концентраций химических веществ в различных объектах окружающей среды, а также в зарубежных руководствах. Принцип установления референтных уровней воздействия представлен на рис. 5. 1.

n n n При отсутствии референтной концентрации в качестве ее эквивалента возможно применение предельно допустимых концентраций (ПДК) или максимальных недействующих доз (МНД) и концентраций (МНК), установленных по прямым эффектам на здоровье: в воде водоемов - по санитарнотоксикологическому признаку вредности, в атмосферном воздухе населенных мест - по резорбтивным и рефлекторнорезорбтивным эффектам. При оценке зависимости "доза (концентрация)-ответ" приоритет имеют результаты, полученные путем эпидемиологических и клинических наблюдений. Различают четыре вида оценки эффекта: добавочный (атрибутивный) риск, относительный риск, добавочный популяционный риск, добавочная доля популяционного риска. При анализе результатов исследований "случайконтроль" используют показатель отношения шансов.

Зависимости "доза - ответ", полученные в эпидемиологических исследованиях Вещество Взвешенные вещества Азот диоксид Сера диоксид Эффект Общая смертность Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний Смертность от заболеваний органов дыхания Число детей и подростков, страдающих бронхитом (возраст менее 18 лет) Частота симптомов со стороны верхних отделов дыхательных путей Частота симптомов со стороны нижних отделов дыхательных путей Частота кашля (человеко-дни) Обращаемость по поводу респираторных заболеваний Частота обострения бронхиальной астмы Увеличение частоты случаев появления симптомов со стороны верхних дыхательных путей у детей Увеличение продолжительности периодов обострения заболеваний верхних дыхательных путей у детей Увеличение частоты заболеваний нижних дыхательных путей у детей . Дополнительная смертность Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний Смертность от заболеваний органов дыхания Увеличение госпитализации и/или обращаемости за скорой медицинской помощью по поводу респираторных заболеваний лиц в возрасте 65 лет и cтарше Увеличение числа приступов астмы у астматиков

Углерод оксид Процентное изменение содержания карбоксигемоглобина в крови Частота госпитализации и/или обращаемости по поводу заболеваний сердца (в возрасте 65 лет и более) Изменение частоты приступов у некурящих больных стенокардией в возрасте 35 - 37 лет, процентное уменьшение продолжительности межприступного периода Свинец Концентрация свинца в крови плода, детей, мужчин, женщин Снижение интеллекта у детей Неонатальная смертность Гипертензии Заболевания коронарных сосудов сердца Инсульт Преждевременная смерть вследствие гипертензии Озон Приступы астмы Незначительное ограничение дневной активности Госпитализация по поводу респираторных заболеваний Кадмий Концентрация кадмия в биосубстратах Нефропатия Смертность от заболеваний почек

Анализ, интерпретация и использование результатов популяционных исследований

1. 2. 3. 4. 5. 6. Кратко определить проблему и подходы к ее решению Ознакомиться с данными по данной проблеме в научной литературе и интернете Выразить проблему в количественных показателях (показатели заболеваемости и факторы риска) Разработать программу или политику для решения проблемы Разработать план действий для осуществления программы или политики Оценить программу или политику

Выразить проблему в количественных показателях, значить ответить на следующие вопросы: n n 1. Насколько широко распространено заболевание (фактор риска) среди населения? ¨ Частота новых случаев (Incidence rate) ¨ Распространенность (Prevalence) 2. Как варьирует показатель среди различных групп населения? ¨ В зависимости от возраста, пола ¨ Какой относительный риск возникновения в различных группах населения

Как варьирует показатель среди различных групп населения? Число новых случаев рака молочной железы на 100 000 человеко-лет* Возраст 30 -34 года 70 -74 года Число новых случаев 1987 -1991 25, 6 450, 3

Какие вопросы возникают при анализе результатов популяционных исследований? n 3. Отличается ли Ваш регион от других регионов по этим показателям? ¨ Как избежать искажения результатов при проведении сравнений? ¨ Как провести стандартизацию?

Какие вопросы возникают при анализе результатов эпидемиологических исследований? n 4. Какие исследования проводились в регионе для выяснения причин высокой заболеваемости (смертности)? n 5. Какие выбрать стратегии для проведения программ профилактики?

Абсолютный риск (Absolute Risk) Абсолютный риск – показатель, отражающий заболеваемость в группе, подвергающейся действию фактора риска n Частота возникновения какого-либо неблагоприятного события в данной популяции в течение конкретного промежутка времени. Обычно в качестве неблагоприятного события рассматривается заболевание или смерть. АР обычно измеряется частотой возникновения изучаемого неблагоприятного события в исследуемой популяции. Примером АР является частота новых случаев заболеваний. n В случае риска смерти частота определяется следующим образом. Если число зарегистрированных за год смертей от данной причины в рассматриваемой популяции обозначить через D, а численность популяции – через P, то абсолютный риск смерти от данной причины в год составит m = D/P. В данном случае определение абсолютного риска совпадает с определением смертности по данной причине. n

Относительный риск (Relative Risk) Наиболее часто в экологической эпидемиологии используется понятие относительного риска (ОР или RR). Это отношение риска возникновения какого-либо заболевания у лиц, подвергавшихся воздействию изучаемого фактора к риску у не подвергавшихся этому воздействию. ОР = заболеваемость лиц, подверженных фактору/заболеваемость лиц, неподверженных фактору. Отношение абсолютного риска в группе лиц подвергавшихся риску к абсолютному риску в группе лиц, не подвергавшихся риску. В эпидемиологическом исследовании ОР определяется как отношение абсолютного риска, наблюдавшегося в экспериментальной группе к абсолютному риску, наблюдавшемуся в контрольной группе. ОР количественно оценивает степень связи между воздействием и заболеванием. Выявленная с помощью ОР связь имеет статистический характер, и она не всегда может быть интерпретирована как причинноследственная. Относительный риск, превышающий единицу, означает наличие достоверной связи между воздействием и заболеванием.

Атрибутивный риск (Аttributable Risk) Атрибутивный (индивидуальный) риск (АR) - разница в степени риска между лицами, подвергавшимися и не подвергавшимися воздействию вредного фактора. Атрибутивный риск для популяции – разница между частотой заболеваний в какой-либо группе населения и той частотой случаев, которая имела бы место при отсутствии вредного воздействия на данную группу. Это показатель, выражающий долю в частоте новых случаев (заболевания, или смерти, или инвалидизации), которая статистически связана с данным фактором риска. АР вычисляется по таким формулам: АР = (Ie - Iu)/Ie Ie - частота новых случаев в популяции, подверженной изучаемому фактору риска; Iu - частота новых случаев в популяции, не подверженной изучаемому фактору риска; или АР = (RR - 1)/RR где RR – относительный риск определяемый как RR = Ie /Iu.

n n Атрибутивный риск (добавочный - AR) Атрибутивный (добавочный) риск (AR) определяет долю риска, обусловленного воздействием изучаемых факторов окружающей среды, и представляет собой вероятность развития заболевания или другого нарушения здоровья (в % от общего числа этих заболеваний или нарушений здоровья на данной территории), связанную с исследуемым фактором. Если допустить, что исходная заболеваемость связана с другими причинами, то добавочный риск - это дополнительные случаи развития заболевания, обусловленные воздействием фактора риска. Для построения моделей "доза (концентрация)-ответ" наиболее часто используются показатели относительного риска или отношения шансов. Вид модели определяется видом и задачами эпидемиологического исследования, но в большинстве случаев в качестве такой модели выбирается логит-модель (определение вероятности по кривой). Для простоты расчетов риска зависимости концентрация-ответ нередко характеризуют в виде прироста относительного риска или в виде относительного изменения анализируемого показателя здоровья (в %) при возрастании концентрации химического соединения на 10 мкг/м 3. Параметры для расчета риска, полученные в эпидемиологических исследованиях, могут также представляться в виде единичного эпидемиологического риска (UR) - риска на 1 мкг/м 3.