Связанные с урбанизацией факторы заболеваемости сахарным диабетом первого типа

Л.А. Сопрун, И.М. Акулин, В.И. Утехин, А.Н. Гвоздецкий, Л.П. Чурилов

Аннотация


Большая часть населения сейчас живет в городских условиях. Профиль загрязнений городской среды изменяется под влиянием автомобильного дорожного комплекса (АДК). Его важнейшим загрязняющим продуктом служат твердые пылевые частицы, в состав которых входят алюмосиликы. Многие соединения алюминия известны как адъюванты, усиливающие иммунный ответ, в том числе на аутоантигены. Сахарный диабет 1-го типа (СД1) – аутоиммунное заболевание. Цель работы – изучить с данных использованием геоинформационных систем (ГИС) особенности медицинской географии СД1 в России и выявить связанные с урбанизацией факторы повышения заболеваемости. Такой подход для исследования распространенности аутоиммунных болезней ранее не применялись. Исследована заболеваемость СД1 в 83 регионах Российской Федерации в 2008-2017 гг. Отмечены более чем 20-кратные различия между регионами РФ по заболеваемости СД1. Самая высокая она в Псковской области (77,31 на 100 тыс. населения), самая низкая – в Республике Дагестан (3,56 на 100 тыс. населения). Установлены достоверные корреляции между заболеваемостью СД1, географической плотностью сети автомобильных дорог с твердым покрытием, ежегодным выбросом загрязняющих атмосферу веществ из стационарных источников и количеством автобусов на 100000 населения. Эффекты первых два факторов мультипликативные, эффект третьего аддитивен к ним.


Ключевые слова


автомобильно-дорожный комплекс, геоэпидемиология, аутоиммунные заболевания, сахарный диабет I типа, урбанизация, твердые пылевые частицы.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Боев В.М. Компьютерная технология оценки эффективности противовирусной лекарственной профилактики и терапии при эпидемии гриппа А (H1 N1). Врач и информационные технологии. 2012;4:43-56.
2. Бушнев А.Н., Притворов А.П. Атлас мира: максимально подробная информация. Москва: АСТ; 2017.
3. Государственный доклад. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году. Москва: 2017;589.
4. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Патохимия. Эндокринно-метаболические нарушения. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2007: 756 с.
5. Копытенкова О.И. Шилова Е.А., Сазонова A.M. Особенности биоразложения подземных объектов и необходимая охрана труда. Технологии техносферной безопасности. 2014;6(58): 40-48
6. Копытенкова О.И. Шилова Е.А., Сазонова A.M. Комплексный подход к оценке биодеструктивных факторов при освоении подземного пространства. Науковедение. 2015;7(1):26-43
7. Курепина Н.В. Минимизация риска заражения природноочаговыми болезнями средствами ГИС. Методика и технология нозогеографического картографирования. Saarbrucken: LAMBERT Academic Publishing 2011;107.
8. Леванчук А.В. Загрязнение окружающей среды продуктами эксплуатационного износа дорожного комплекса. Гигиена и санитария. 2014;93(6):17-21.
9. Леванчук А.В. Обоснование разработки информационно-аналитической технологии системы социально-гигиенического мониторинга. Безопасность жизнедеятельности. 2009;11: 24-29.
10. Лим Т.Н. Анализ заболеваемости болезнями органов дыхания взрослого населения Санкт-Петербурга, в зависимости от качества атмосферного воздуха. Здравоохранение и среда обитания. 2014;1(250):26-28.
11. Манин Е.А., Лямкин Г.И., Тихенко Н.И., Русанова Д.В., Антоненко А.Д., Брюханова Г.Д. Совершенствование эпидемиологического надзора за бруцеллезом с использованием ГИС-технологий. Проблемы особо опасных инфекций. 2012; 114:32-36.
12. Мониторинг качества воздуха для оценки воздействия на здоровье. Всемирная Организация Здравоохранения, 2001;(85): 293 с.
13. Никитин П.Н., Ефимов Е.И., Рябикова Т.Ф. Прикладные аспекты использования ГИС в противоэпидемической практике. Международный научно-практический форум «Великие реки-2007». 2008; 23:46-48.
14. Сазонова А. М. Интегральная оценка условий труда при строительно-монтажных работах в подземных сооружениях. Безопасность жизнедеятельности. 2017; 3(195): 8-11.
15. Сопрун Л.А. Гигиеническое обоснование выбора метода обезвреживания медицинских отходов: автореферат дисс. канд. мед. наук.: Санкт-Петербург, 2014: 24 с.
16. Сопрун Л.А., Чурилов Л.П., Мироненко О.В. Предпосылки развития аутоиммунно-воспалительного синдрома, вызванного адъювантами, в стоматологической практике. Клиническая патофизиология. 2017;4:40–48.
17. Старкова К.Г., Долгих О.В., Отавина Е.А., Безрученко Н.B., Гусельников М.А., Мазунина А.А. Маркеры гиперчувствительности у детского населения в условиях воздействия алюминия Мед. иммунол. 2019; 21(1): 165–170.
18. Федеральная служба государственной статистики (Росстат). Статистический сборник регионы России. Социально-экономические показатели. 2009, 2012, 2014, 2016. Москва: Росстат, 990 + 1090 + 1180 + 1200 p.
19. Чурилов Л.П. Патофизиология т.1 Общая патофизиология с основами иммунопатологии. Учебник для медвузов. Изд. 5-е. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2015: 656 с.
20. Шенфельд И., Мерони П.Л., Чурилов Л.П. (ред.) Руководство по аутоиммунным заболеваниям для врачей общей практики СПб: Медкнига «ЭЛБИ», 2017. 416с.
21. Шошин А.А. Основы медицинской географии. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1962: 145 с.
22. Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Статистический материал. Москва: 2008-2016. В 65 томах.
23. Ясенкова Е.П., Сизова, Е.В., Скальный А.А., Мирошников С.А., Плотников А.В. Влияние наночастиц цинка на выживаемость глистов Eisenia fetida и таксономическое разнообразие микрофлоры кишечника. Окружающая среда. Наука. Поллютанты. М. 2016; 23:13245–13254. Общий список литературы
Общий список литературы
2. Bushnev A.N., Pritvorov A.P. World Atlas: the most detailed information. Moscow: AST; 2017 (In Russ.)
3. State report "On the state and environmental protection of the Russian Federation in 2016". Moscow: 2017; 589. (In Russ.)
4. Zaichik A.Sh., Churilov L.P. Pathochemistry. Endocrine and Metabolic Disorders. SPb .: ELBI-SPb, 2007: 756 p. (In Russ.)
5. Kopytenkova O.I. Shilova E.A., Sazonova A.M. Features of biodegradation of underground objects and the necessary labor protection. Tekhnologiya tekhnosfernoi bezopasnosti. 2014; 6 (58): 40-48 (In Russ.)
6. Kopytenkova O.I. Shilova EA., Sazonova A.M. An integrated approach to the assessment of biodestructive factors in the development of underground space. Naukovedenie. 2015; 7 (1): 26-43 (In Russ.)
7. Kurepina N.V. Minimization of risk of infection with natural focal diseases by means of GIS. Methods and technology of nosageorafic mapping. Saarbrucken: LAMBERT Academic Publishing 2011;107. (In Russ.)
8. Levanchuk A.V. Environmental pollution products operational wear and tear of the road complex. Gigiena i sanitariya. 2014; 93 (6): 17-21. (In Russ.)
9. Levanchuk A.V. Rationale for the development of information and analytical technology of the system of social and hygienic monitoring. Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti 2009; 11: 24-29. (In Russ.)
10. Lim T.N. Analysis of the incidence of respiratory diseases of the adult population of St. Petersburg, depending on the quality of atmospheric air. Zdravookhranenie i sreda obitaniya. 2014; 1 (250): 26-28. (In Russ.)
11. Manin E. A., Lyamkin G. I., Tikhenko N. I., Rusanova D. V., Antonenko A. D., Bryukhanova G. D. Improvement of epidemiological control of brucellosis using GIS technologies. Problemy osobo opasnykh infektsij. 2012; 114: 32-36. (in Russ.)
12. Air quality monitoring for health impact assessment. World Health Organization, 2001; (85). 293. (In Russ.)
13. Nikitin P. N., Efimov E. I., Ryabikova T. F. Applied aspects of GIS use in anti-epidemic practice. International scientific and practical forum "Great rivers -2007". 2008; 23: 46-48. (in Russ.)
14. Sazonova, AM, Integrated assessment of working conditions in construction and installation works in underground facilities. Bezopasnost zhiznedeyatel'nosti. 2017; 3 (195): 8-11. (In Russ.)
15. Soprun L. A. The hygienic substantiation of a choice of a method of neutralization of a medical waste: abstract of Ph.D. Thasis (Medicine), St. Petersburg, 2014: 24 P. (In Russ.)
16. Soprun L.A., Churilov L.P., Mironenko O.V. Prerequisites for the development of an autoimmune-inflammatory syndrome caused by adjuvants in dental practice. Clin. Pathophysiol. 2017; 4: 40–48. (In Russ.)
17. Starkova, KG, Dolgikh, OV, Otavina, EA, Bezruchenko, N.B., Guselnikov, MA, Mazunina, A.A. Markers of hypersensitivity in children under the influence of aluminum. Med. Immunol. 2019; 21 (1): 165–170. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-1-165-170
18. Federal State Statistics Service (Rosstat) statistical collection of Russian regions. Socio-economic indicators. 2009, 2012, 2014, 2016. Moscow: Rosstat, 990 P. + 1090 P. + 1180 P. + 1200 P. (In Russ.)
19. Churilov L.P. General Pathophysiology with the Fundamentals of Immunopathology. 5th ed. St. Petersburg: ELBI Publishers; 2015; 416 (In Russ.)
20. Shoenfeld Y., Meroni P. L., Churilov L. P. Guide to Autoimmune Diseases for General Medical Practice Saint Petersburg: Medkniga-ELBI Publisher, 2017: 416 P.
21. Shoshin A.A. Fundamentals of Medical Geography. Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR: Moscow, L eningrad: 1962. 145 p. (In Russ.)
22. Central Research Institute for Organization and Informatization of Health. Ministry of Health of the Russian Federation. Statistical material. Moscow: 2008 -2016. In 65 volumes. (In Russ.)
23. Yasenkova, E. P., Sizova, E. V., Skalny, A. A., Miroshnikov, S. A., Plotnikov, A., et al. Influence of zinc nanoparticles on the survival of Eisenia fetida worms and taxonomic diversity of intestinal microflora. Environment. Nauka. Pollutants. M. 2016; 23: 13245-13254 (In Russ.)
24. Abdel-Shafy HI, Mansour MS. A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: source, environmental impact, effect on human health and remediation. Egyptian Journal of Petroleum. 2016; 25(1): 107–123 https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2015.03.011
25. Alizadeh M Acta Med Iran. 2016. Effect of Air Pollution in Frequency of Hospitalizations in Asthmatic Children. Acta Med Iran. 2016 Aug;54 (8):542-546.
28. Breznan D, Karthikeyan S, Phaneuf M, Kumarathasan P, Cakmak S, Denison MS Development of an integrated approach for comparison of in vitro and in vivo responses to particulate matter. Part Fibre Toxicol. (2016) 13:41. 10.1186/s12989-016-0152-6 https://doi.org/10.1186/s12989-016-0152-6
29. Brook RD, Cakmak S, Turner MC, Brook JR, Crouse DL, Peters PA, van Donkelaar A, Villeneuve PJ, Brion O, Jerrett M, Martin RV, Rajagopalan S, Goldberg MS, Pope CA, 3rd, Burnett RT. Long-term fine particulate matter exposure and mortality from diabetes in Canada. Diabetes care. 2013;36:3313-20. https://doi.org/10.2337/dc12-2189
30. Deng, Q., Lu, C., Yu, Y., Li, Y., Sundell, J., Norback, D. Early life exposure to traffic-related air pollution and allergic rhinitis in preschool children. Respir Med. 2016;121:67–73 https://doi.org/10.1016/j.rmed.2016.10.016
31. Di Ciaula A. Type I diabetes in paediatric age in Apulia (Italy): Incidence and associations with outdoor air pollutants. Diabetes research and clinical practice. 2016;111:36-43. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2015.10.016
32. Frohlich, E. E., Frohlich, E. (2016). Cytotoxicity of nanoparticles contained in food on intestinal cells and the gut microbiota. Int. J. Mol. Sci. 17:509. doi: 10.3390/ijms17040509 https://doi.org/10.3390/ijms17040509
33. Gao, B., Chi, L., Mahbub, R., Bian, X., Tu, P., Ru, H., et al. (2017). Multiomics reveals that lead exposure disturbs gut microbiome development, key metabolites, and metabolic pathways. Chem. Res. Toxicol. 30, 996–1005. doi: 10.1021/acs.chemrestox.6b00401 https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.6b00401
34. Gawda A, Majka G, Nowak B, Marcinkiewicz J. Air pollution, oxidative stress, and exacerbation of autoimmune diseases. Central-European journal of immunology. 2017;42:305-12. https://doi.org/10.5114/ceji.2017.70975
35. G.F Glass Environmental risk factors for Lyme disease identified with geographic information systems Am. J. Public Health. 1995. - P.78-80
36. Hathout EH, Beeson WL, Nahab F, Rabadi A, Thomas W, Mace JW. Role of exposure to air pollutants in the development of type 1 diabetes before and after 5 yr of age. Pediatric diabetes. 2002;3:184-8. https://doi.org/10.1034/j.1399-5448.2002.30403.x
37. Jahan S., Espersen E. Human Development Index and its components. United Nations Development Program. New York: NY 10017 USA; 2016.
38. Kasper J, Hermanns MI, Bantz C, Maskos M, Stauber R, Pohl C, et al. . Inflammatory and cytotoxic responses of an alveolar-capillary coculture model to silica nanoparticles: comparison with conventional monocultures. Part Fibre Toxicol. (2011) 8:6. 10.1186/1743-8977-8-6 https://doi.org/10.1186/1743-8977-8-6
39. Lanzinger S, Rosenbauer J, Sugiri D, Schikowski T, Treiber B, Klee D, Rathmann W, Holl RW. Impact of long-term air pollution exposure on metabolic control in children and adolescents with type 1 diabetes: results from the DPV registry. Diabetologia. 2018; 61(6):1354-1361. doi: 10.1007/s00125-018-4580-8. https://doi.org/10.1007/s00125-018-4580-8
40. Lu Y, Liu F, Li C, Chen Y, Weng D, Chen J. IL-10-producing B cells suppress effector T cells activation and promote regulatory T cells in crystalline silica-induced inflammatory response in vitro. Mediators Inflamm. (2017) 2017:8415094. 10.1155/2017/8415094 https://doi.org/10.1155/2017/8415094
41. Majkowska-Wojciechowska, B., Pelka, J., Korzon, L. et al, Prevalence of allergy, patterns of allergic sensitization and allergy risk factors in rural and urban children. Allergy. 2007;62:1044–1050. https://doi.org/10.1111/j.1398-9995.2007.01457.x
42. Malmqvist E, Larsson HE, Jonsson I, Rignell-Hydbom A, Ivarsson SA, Tinnerberg H, Stroh E, Rittner R, Jakobsson K, Swietlicki E, Rylander L. Maternal exposure to air pollution and type 1 diabetes--Accounting for genetic factors. Environmental research. 2015;140:268-74. https://doi.org/10.1016/j.envres.2015.03.024
43. Miller J.D. Mastering Predictive Analytics with R - Second Edition :vols. / J.D. Miller, R.M. Forte. – 2nd Revised edition edition. – Birmingham Mumbai: Packt Publishing - ebooks Account, 2017. – 448 p.
44. Nemmar A, Subramaniyan D, Yasin J, Ali BH. Impact of experimental type 1 diabetes mellitus on systemic and coagulation vulnerability in mice acutely exposed to diesel exhaust particles. Particle and fibre toxicology. 2013;10:14. https://doi.org/10.1186/1743-8977-10-14
45. Nemmar A, Al-Salam S, Beegam S, Yuvaraju P, Yasin J, Ali BH. Pancreatic effects of diesel exhaust particles in mice with type 1 diabetes mellitus. Cellular physiology and biochemistry : international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology. 2014;33:413-22. https://doi.org/10.1159/000356680
46. Patel, M.M., Quinn, J.W., Jung, K.H. et al, Traffic density and stationary sources of air pollution associated with wheeze, asthma, and immunoglobulin E from birth to age 5 years among New York City children. Environ Res. 2011;111:1222–1229. https://doi.org/10.1016/j.envres.2011.08.004
47. Perricone R, Perricone C, Shoenfeld Y. Autoimmunity: when the immune system becomes the selfish giant. Autoimmun Rev. 2011;10:575–6. doi: 10.1016/j.autrev.2011.05.003. https://doi.org/10.1016/j.autrev.2011.05.003
48. Pollard KM, Kono DH. Requirements for innate immune pathways in environmentally induced autoimmunity. BMC Med. 2013;11:100. doi: 10.1186/1741-7015-11-100. https://doi.org/10.1186/1741-7015-11-100
49. R Core Team (2018). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/
50. Rose N. R., Bona C. Defining criteria for autoimmune diseases (Witebsky's postulates revisited). Immunol. Today. 1993 Sep.; 14 (9): 426–30. https://doi.org/10.1016/0167-5699(93)90244-F
51. Shoenfeld Y., Agmon-Levin N. «ASIA» — Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants. J. Autoimmun. 2011; 36: 4–8. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2010.07.003
52. Shoenfeld Y, Isenberg DA. The mosaic of autoimmunity. Immunol Today. 1989;10:123–6. doi: 10.1016/0167-5699(89)90245-4. https://doi.org/10.1016/0167-5699(89)90245-4
53. Szalecki M, Wysocka-Mincewicz M, Ramotowska A, Mazur A, Lisowicz L, Beń-Skowronek I, Sieniawska J, Klonowska B, Charemska D, Nawrotek J, Jałowiec I, Bossowski A, Jamiołkowska M, Pyrżak B, Miszkurka G, Szypowska A. Epidemiology of type 1 diabetes in Polish children: A multicentre cohort study. Diabetes Metab Res Rev. 2018; 34(2): doi: 10.1002/dmrr.2962. https://doi.org/10.1002/dmrr.2962
54. Van Belle TL, Coppieters KT, Herrath MG. Type 1 diabetes: etiology, immunology and therapeutic strategies. Physiol Rev 2011;91:79–118. https://doi.org/10.1152/physrev.00003.2010
55. Venables W.N. Modern Applied Statistics with S: Statistics and computing: vols. / W.N. Venables, B.D. Ripley. – 4. – New York: Springer, 2002. – 498 p. https://doi.org/10.1007/978-0-387-21706-2
57. Zeileis A. Zoo: S3 Infrastructure for Regular and Irregular Time Series. Journal of Statistical Software. 2005;14.(1); 1-27.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v10i4.464

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"