Шымкент
25 мая 2019г.
Введение
На популяционном уровне организации взаимодействие генофонда человека с окружающей средой проявляется различными эффектами, в том числе заболеваемостью населения. Ядро проблемы составляют исследования пространственной динамики и адаптивных резервов генофондов в меняющихся условиях природной и антропогенной среды. Особое значение при исследовании популяционных аспектов взаимодействия "генетип(здоровье)-среда" придается системному подходу. Проведенный компьютерный картографический анализ распространения параметров внешней среды и заболеваемость населения - позволил количественно оценить динамику каждого из объектов, факторы, механизмы и пространственно- временные связи в системе "окружающая среда-здоровье".
Материалы и методы
Материалом данной исследования послужили статистические данные за 2016г., по экологии регионов данные РГП «Казгидромед» (департамент экологического мониторинга) Министерство энергетики Республики Казахстан [1], по здоровью населения в регионах данные Министерство здравоохранения Республики Казахстан [2].
Для анализа были включены следующие данные табл.1.
Методом исследования являлся неоднократно использованный в подобных исследованиях - метод геногеографии, географическая информационная система (ГИС) [3], [4], [5].
Результаты и обсуждение
Популяционные исследования как способ познания, в том числе связанный с пространственно- временным анализом, предполагает не только совершенствование способов отображения распределения изучаемых признаков по территории, но и показ их отношений и связей с другими особенностями исследуемого объекта, особенно в тех случаях, когда их анализируют как взаимосвязанные сложные системы. Возникает необходимость исследовать варьирующиеся как в пространстве, так и по времени характеристики сразу нескольких явлений. Выполнить такой анализ возможно только на основе причинно- следственных соотношении рассматриваемых систем признаков. В этом плане наиболее подходящим инструментом является современные географические информационные системы.
Таблица 1. Медико-экологическая информация по административно – территориальным единицам РК
|
Админстартив
-но- территориаль- ная единица (области)
|
Болезни органов дыхания, среднее пп. 3, 4, 5
|
Общая загрязнен- ность, среднее пп. 6,7,8,9
|
Астма
(на 100 000
населе- ния)
|
Бронхит
хронический и неуточнен- ный, эмфизема (на 100 000
населения)
|
Пнев- мония (на
100 000
населе- ния)
|
Взве- шенные вещест- ва (пыль) (mg/m3)
|
Диок
-сид серы (mg/ m3)
|
Диок
-сид азота (mg/ m3)
|
Ок- сид азота (mg/ m3)
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
Акмолинская
|
484,67
|
0,02995
|
106,3
|
148,9
|
1198,8
|
0,04
|
0,005
|
0,014
8
|
0,06
|
|
Актюбинская
|
231,7
|
0,01525
|
55,1
|
344,6
|
295,4
|
0,02
|
0,013
|
0,02
|
0,008
|
|
Алматинская
|
340,33
|
0,05325
|
53,9
|
457,3
|
509,8
|
0,1
|
0,023
|
0,05
|
0,04
|
|
Атырауская
|
203,33
|
0,0495
|
51,1
|
286,7
|
272,2
|
0,1
|
0,018
|
0,04
|
0,04
|
|
З-
Казахстанская
|
148,57
|
0,02275
|
46,3
|
117,5
|
281,9
|
0,02
|
0,021
|
0,03
|
0,02
|
|
Жамбылская
|
557,7
|
0,04725
|
61
|
563
|
1049,1
|
0,1
|
0,009
|
0,06
|
0,02
|
|
Карагандин-
ская
|
165,1
|
0,091
|
38,4
|
69
|
387,9
|
0,3
|
0,016
|
0,04
|
0,008
|
|
Костанайская
|
316,23
|
0,03475
|
118,1
|
130,5
|
700,1
|
0,01
|
0,029
|
0,03
|
0,07
|
|
Кызылордин-
ская
|
223,93
|
0,04425
|
60,6
|
408,9
|
202,3
|
0
|
0,087
|
0,07
|
0,02
|
|
Мангыста-
уская
|
159,7
|
0,039
|
94,4
|
211,6
|
173,1
|
0,1
|
0,016
|
0,03
|
0,01
|
|
Ю-
Казахстанская
|
426,83
|
0,06375
|
63,9
|
722,9
|
493,7
|
0,2
|
0,005
|
0,04
|
0,01
|
|
Павлодарская
|
321,6
|
0,03525
|
92,8
|
219,5
|
652,5
|
0,1
|
0,013
|
0,02
|
0,008
|
|
С-
Казахстанская
|
430,23
|
0,0435
|
112,5
|
266,1
|
912,1
|
0,1
|
0,054
|
0,02
|
0
|
|
В-
Казахстанская
|
293,3
|
0,054
|
87,6
|
215,8
|
576,5
|
0,1
|
0,066
|
0,04
|
0,01
|
|
г. Астана
|
449,87
|
0,1325
|
240,7
|
209,3
|
899,6
|
0,4
|
0,04
|
0,08
|
0,01
|
|
г. Алматы
|
356
|
0,09575
|
139,9
|
673,4
|
254,7
|
0,2
|
0,053
|
0,08
|
0,05
|
Суть данной системы заключается в следующем: информация о исследуемых объектах об интересующем нас регионе накапливается в специальной базе данных; источниками информации являются как результаты экспедиционных исследований, так и литературные источники, различные статистические отчеты организаций здравоохранении и проч. Затем, с помощью специально разработанной математической модели, указанные данные трансформируются в цифровую модель (ЦМ) распространенности данного фактора в исследуемом регионе. Факторами могут быть величины интересующего нас экологических факторах, болезни в популяциях и др. После построения ЦМ, она визуализируется для дальнейшего принятия решения или анализа информации. Все картографо-статистические и картографо-математические действия проводятся именно с ЦМ. Таким образом, исследователи получают практически неограниченные возможности моделирования с помощью как детерминических, так и стохастических подходов.
Так как большинство задач популяционных исследовании основаны на величинах имеющих случайную природу, то более всего продвинута для данной системы стохастическая модель, основанная на одно- и многомерных методах математической статистики. Основное и главное отличие данной системы, от остальных ведущих мировых разработок в том, что разработана методология оценки надежности таких ЦМ в моделировании задач популяционных исследовании с использованием подходов теории надежности [6]. Были построены ЦМ 9 исследуемых признаков (см. таб.2).
Таблица 2. Анализируемые признаки
|
1
|
Болезни органов дыхания, среднее пп. 3, 4, 5 (на 100 000 населения)
|
|
2
|
Общая загрязненность, среднее пп. 6,7,8,9
|
|
3
|
Астма (на 100 000 населения)
|
|
4
|
Бронхит хронический и неуточненный, эмфизема (на 100 000 населения)
|
|
5
|
Пневмония (на 100 000 населения)
|
|
6
|
Взвешенные вещества (пыль) (mg/m3)
|
|
7
|
Диоксид серы (mg/m3)
|
|
8
|
Диоксид азота (mg/m3)
|
|
9
|
Оксид азота (mg/m3)
|
Затем были вычислены коэффициенты корреляции по Пирсону между ними(см.табл.3).
Прежде всего, обращает на себя внимание корреляции между величинами общее загрязненность атмосферного воздуха и заболеваемостью населения болезнями органов дыхания (r=0,425, p>0,05). Среди компонентов болезни органов дыхания, астма коррелирует с общей загрязненностью атмосферного воздуха (r=0,505, p>0,05). При рассмотрении компонентов загрязненности атмосферного воздуха обнаруживается корреляция (r=0,435, p>0,05) взвешенные вещества (пыль) с астмой. А также значимая корреляция диоксида азота с хроническим бронхитом и неуточненный, эмфиземой (r=0,635, p>0,05).
Обнаруженные корреляции доказывают тесную взаимосвязь болезни органов дыхания с загрязненностью атмосферного воздуха.
Таблица 3. Матрица коэффициентов корреляции между признаками
|
признаки
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
1
|
1
|
0,425
|
0,477
|
0,509
|
0,813
|
0,357
|
0,06
|
0,299
|
0,223
|
|
2
|
|
1
|
0,505
|
0,348
|
0,21
|
0,914
|
0,233
|
0,732
|
0,042
|
|
3
|
|
|
1
|
-0,035
|
0,481
|
0,435
|
0,168
|
0,234
|
0,224
|
|
4
|
|
|
|
1
|
-0,079
|
0,2
|
0,139
|
0,635
|
0,136
|
|
5
|
|
|
|
|
1
|
0,241
|
-0,049
|
-0,114
|
0,15
|
|
6
|
|
|
|
|
|
1
|
-0,084
|
0,454
|
-0,197
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0,52
|
-0,016
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0,196
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Полученные данные хорошо согласуется результатами исследования Международного агентства по изучению заболеваний органов дыхания, входящего во Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ) опубликованной в бюллетене этой организации в октябре 2013 г. [7]. Согласно этой работе загрязнение воздуха является основной причиной заболевания органов дыхания человека. По данным экспертов этой организации, 235 миллионов человек страдают от астмы, 64 миллиона человек имеют другие болезни органов дыхания. Наиболее тяжелая ситуация в этом плане сложилась в Индии и Китае.
Для визуализации нами были построены 5 карты. На рис. 1 приведена карта заболеваемости населения РК болезнями органов дыхания (построена как средняя по трем нозологическим формам астма, бронхит хронический и неуточненный, эмфизема и пневмония, на 100 000 населения). На рис. 2 приведена карта выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в РК (построена как средняя по 4 показателям взвешенные вещества (пыль), диоксид серы, диоксид азота и оксид азота (mg/m3)). На рис.3-5 карты – заболевания отделных нозологических форм болезней органов дыхания.
Заключение
Полученные данные свидетельствует о негативном влиянии неблагоприятной экологии на здоровье населении. Установлено о ведущей роли загрязнения атмосферного воздуха на болезни органов дыхания.
В рамках проекта ТОО «Селекция орталыгы» «Разработка и осуществление мониторинга взаимодействия "генотип-среда"» планируется дальнейшие исследования как по направление выявления отдельных элементов в составе выбросов, так и их влияния на здоровье человека и животных.
Список литературы
1. Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан за 2016 г.//Стат. сборник. – Астана, 2017 г.-412с.
2. Здоровье населения Республики Казахстан и деятельность организаций здравоохранения в 2017 г.//Стат. сборник. - Астана, 2018 г.-354с.
3.
С.Д. Нурбаев и др. Количественное определение взаимодействия «генотип (здоровье) – среда» для населения Восточно-Казахстанской области с использованием технологии геногеографии.// Региональный вестник Востока № 1 (61), 2014, с.65-73
4.
E.K. Ginter, S.D. Nurbaev,E.V. Balanovskya, O.P. Balanovsky. An estimation of the burden of hereditary pathology on the basis of theory
of reliability.// The Am. J. of Human Genetics, v.63, p.263,1998
5.
V. A. Spitsyn, O.L. Kravchuk, S.D. Nurbaev,D. Krause, W. Kuchheuser. Climate-Dependent Genetic Variation of alpha-2HS-Glycoprotein.//Human Biology, June 1998, v.70, №3,pp.463-475
6.
С.Д. Нурбаев, Е.В. Балановская. Компьютерная технология геногеографического изучения генофонда. V. Оценивание надежности карт // Генетика. 1998. Т.34. № 6. С.825-838.
7. www.who.int (актуализация 2019г.).
|
