Bioecological assessment of a comfortable temperature component of weather and climate conditions and its effects on the health status of residents of the Middle Priobye

Full Text

Введение

Вопросы изучения значимости погодно-климатического режима и его особенностей в формировании комфортной среды обитания для человека были и остаются актуальными во всем мире, поскольку они определяют экологические условия местности и влияют на процессы жизнедеятельности и состояние здоровья человека [1–3]. В последние десятилетия многие ученые отводят ключевое место проблематике исследования важности погодно-климатического условий окружающей среды, их особенностей в формировании комфортной среды обитания для человека, а также оценке роли климатоэкологических факторов с позиции их биологического влияния на жизнедеятельность и состояние здоровья человека. Традиционно условия окружающей среды являются главными факторами биологической эволюции человека и формирования специфических особенностей различных адаптивных типов населения.

Организм человека подвержен влиянию климатических факторов, что отражается и на состоянии здоровья населения, проживающих в условиях конкретной территории, однако наиболее ощутимы для организма не столько фактические значения метеопараметров, сколько их изменчивость. Традиционно северным территориям свойственны резкие и значительные перепады метеорологических факторов, и населению, проживающему на территории Крайнего Севера и приравненных к нему местностям, необходимо адаптироваться к довольно экстремальным условиям. Метеорологические факторы повсеместно оказывают воздействие на организм человека. Если к сезонным изменениям люди смогли адаптироваться, то к межсуточной изменчивости приспособиться гораздо сложнее. Для территории Крайнего Севера и приравненным к ним местностям характерны резкие и значительные амплитуды температуры атмосферного воздуха [4]. Такие климатические условия предъявляют повышенные требования к адаптационным возможностям организма проживающих на данной территории людей [5; 6].

Вопросы изучения погодно-климатических факторов как на региональном [7; 8], так и глобальном уровне, их изменение в динамике и влияние на показатели здоровья людей весьма актуальны в настоящее время [5; 9–12]. В связи с тем, что демографическая ситуация на территории г. Сургута характеризуется стабильным естественным приростом населения и немалую долю занимает пришлое население, вопросы изучения влияния региональных климатических условий на показатели здоровья населения и возможность адаптации организма человека к изменениям погодно-климатических факторов занимают одно из ведущих мест в спектре социально-экономических вопросов [13].

В настоящее время отмечается возрастающая тенденция экологических подходов к изучению взаимосвязей человека с окружающей средой, отмечается непосредственное влияние погодно-климатических изменений и их последствий для природной среды и человека, на жизненные потребности населения и экономику в целом [14].

Материалы и методы исследования

Для оценки показателей здоровья населения г. Сургута были использованы данные ежедневных случаев экстренной госпитализации пациентов с заболеваниями системы кровообращения за 2010–2014 гг. Эти данные были ранжированы по нескольким направлениям: разделение случаев госпитализаций для мужчин и женщин; суммарное количество госпитализаций мужчин и женщин по сезонам для каждого года исследования; ранжирование обратившихся пациентов по возрастному критерию.

Кроме того, для изучения помесячной динамики случаев экстренной госпитализации у населения за многолетний период использовался индекс сезонности и атрибутивная фракция сезонных причин, в соответствии с МР 2.1.10.0057–12 «Оценка риска и ущерба от климатических изменений, влияющих на повышение уровня заболеваемости и смертности в группах населения повышенного риска». Далее был рассчитан индекс сезонности (ИС), который предполагал соотнесение числа случаев экстренной госпитализации у населения для конкретного месяца со средневзвешенной величиной этих госпитализаций за весь период исследования, выраженный в 100%. В случае если ИС превышал 100%, считалось, что в этом месяце активизировались сезонные факторы [10].

Для оценки взаимосвязи показателей здоровья населения с метеорологическими параметрами был использован коэффициент корреляции Спирмена. Отклонение нулевой гипотезы принято при уровне значимости меньше 0,05 (р < 0,05). В качестве метеорологических параметров были использованы посуточные данные амплитуды температуры атмосферного воздуха, а в качестве показателя здоровья – случаи экстренной госпитализации с заболеваниями, связанными с повышением кровяного давления (нозологии I10-I15 по МКБ-10) у населения г. Сургута. Оценка показателей здоровья проведена с учетом возрастных групп. Использовали возрастную классификацию, предложенную ВОЗ, а также ранжирование возраста пациентов по группам с шагом в пять лет.

Результаты и их обсуждение

Анализ структуры случаев экстренной госпитализации населения г. Сургута по заболеваниям системы кровообращения (нозологии I00–I99 по МКБ-10), которые относятся к метеочувствительным, в динамике 2010–2014 гг. показал, что максимальное число случаев у женщин наблюдалось в 2014 г., а у мужчин в 2010 г. По средним значениям случаев экстренной госпитализации для каждого месяца в годовой динамике кривая этих показателей имела волнообразный характер с минимальным числом случаев в июне и декабре как у мужчин, так и у женщин. Увеличение числа случаев экстренной госпитализации (средние значения) наблюдалось весной и осенью. Максимальное количество случаев в среднем за 4 года у мужчин отмечено в январе, апреле и октябре, а у женщин – в марте и мае. Анализируя данные ранжирования случаев экстренных госпитализаций у пациентов (мужчин и женщин) по сезонам года в динамике 2010–2014 гг., представленные в таблице 1, можно отметить, что суммарное количество случаев у мужчин по сезонам года различалось незначительно, в отличие от аналогичной картины для женщин. Так, максимальное количество случаев экстренных госпитализаций у женщин было отмечено в весенний период года, а минимальное количество – в летний. У мужчин максимум приходился на осенний период, а минимум так же, как и у женщин, – на летний сезон [15].

 

Таблица 1 – Ранжирование случаев экстренной госпитализации пациентов с заболеваниями системы кровообращения по полу и сезону года в динамике 2010–2014 гг., шт.

	Зима	Весна	Лето	Осень
	Женщины
2010	16	11	0	9
2011	14	48	2	27
2012	58	62	40	60
2013	54	55	37	49
2014	53	74	71	68
∑	195	250	150	213
	Мужчины
2010	57	71	75	72
2011	62	55	64	64
2012	53	49	48	61
2013	16	37	2	27
2014	14	10	0	11
∑	202	222	189	235

 

При оценке показателя здоровья населения г. Сургута по индексу сезонности (рис. 1) наблюдалось превышение 100% данного параметра в 7 месяцах как для мужчин, так и для женщин. Максимальное значение индекса сезонности для женщин отмечено в марте, а для мужчин в январе, что свидетельствует о высоком влиянии сезонных метеофакторов на организм человека.

Расчет индекса сезонности демонстрировал наличие трех пиков для женского населения, два из которых приходились на весенний сезон (март и май) и один на осенний период (октябрь). Для мужского населения было выявлено четыре пика, которые отмечались каждый сезон года: зимний (январь), весенний (апрель), летний (июль) и осенний (октябрь) сезоны, что наглядно представлено на рисунке 1. У женщин максимальный индекс сезонности интенсивных показателей приходился на март месяц, а у мужчин – на январь (индекс сезонности за все месяцы составил 140% и 129% соответственно).

 

Рисунок 1 – Характеристика госпитализации населения (мужчин, женщин) в годовой динамике (среднемноголетние показатели, чел.) по индексу сезонности, %. Римскими числами по оси OX обозначены порядковые номера месяцев года

 

Анализ динамики значений индекса сезонности демонстрировал превышение 100% для женщин весной, осенью и зимой, за исключением летнего периода. У мужчин индекс сезонности превышал 100% в каждом сезоне года. Это может свидетельствовать о том, что метеорологические факторы исследуемого региона отражаются на показателе здоровья населения, а именно госпитализации пациентов по заболеваниям системы кровообращения, всесезонно.

Параметры метеорологических условий, характерные для северных территорий, довольно изменчивы и динамичны [4; 15–17], что в целом типично и для Среднего Приобья. Наглядно это иллюстрируют фазовые портреты (ФП) кривой температурного хода атмосферного воздуха (рис. 2), характеризующих скорость изменения метеофактора за определенный период года. Видно, что ФП температуры в январе 2010 г. имеет относительно небольшой разброс, а для января 2014 г. ФП уже более растянут по оси ОХ, что свидетельствует о больших разбросах амплитуды температуры атмосферного воздуха. В целом, полученные нами ФП еще раз подтверждают то, что метеоусловия в своей динамике хаотичны и имеют большой разброс значений параметра даже для одного месяца в разные годы.

Для оценки взаимосвязи случаев экстренной госпитализации с заболеваниями системы кровообращения взрослого населения на фоне изменчивости метеорологических параметров был использован коэффициент корреляции Спирмена. Данный критерий применяется в тех случаях, когда распределение величин не укладывается в закон нормальности (распределение Гаусса). Отклонение нулевой гипотезы проводилось при уровне значимости р < 0,05. Представленная оценка данной взаимосвязи в целом иллюстрировала однонаправленную положительную зависимость с амплитудой температуры атмосферного воздуха в 2010 г. (по коэффициенту корреляции). По литературным данным, отмечается увеличение случаев заболеваний сердечно-сосудистой системы с развитием инфарктов миокарда, а также увеличение числа смертей от ишемической болезни сердца в холодные сезоны года [5; 6; 18]. По результатам нашего исследования (рис. 3: 1), корреляционная связь между случаями госпитализаций жителей г. Сургута с заболеваниями, связанными с повышением кровяного давления (I10-I15), и градиентами температуры атмосферного воздуха на примере января 2010 г. была слабой силы (r = 0,23 при p = 0,048). Однако при учете данных с лагом 3 дня (рис. 3: 2) данная взаимосвязь была более выраженной и коэффициент корреляции был равен 0,41 (при p = 0,036).

Также в ходе нашего исследования было проведено ранжирование случаев обращений населения с заболеваниями системы кровообращения в 2010 г. с учетом возраста. В первом случае разделение проведено в соответствии с возрастной классификацией ВОЗ (рис. 4: 1). При анализе полученной картины отчетливо выделяется возрастная категория населения 44–60 лет. Однако следует заметить (рис. 4: 2), что из этой возрастной категории лиц (44–60 лет) пик числа случаев госпитализации приходился на возрастную группу 50–54 лет, которую можно отнести к группе повышенного риска. И несомненно стоит отметить увеличение числа случаев обращений пациентов молодого возраста – возрастной группы 25–29 лет.

 

Рисунок 2 – Фазовые портреты для температуры атмосферного воздуха: 1 – январь 2010 г.; 2 – январь 2014 г. Примечание: по оси ОХ – фактические значения температуры атмосферного воздуха, °С; по оси ОY – амплитуда температуры атмосферного воздуха, °С

 

Рисунок 3 – Зависимость случаев госпитализации населения г. Сургута с заболеваниями органов кровообращения (I10-I15) от амплитуды температуры атмосферного воздуха в январе 2010 г. Примечание: левая ось OY – число пациентов с заболеванием I10-I15 (логарифмическая шкала, линия с маркером); правая ось OY – межсуточная амплитуда температуры атмосферного воздуха, °С (логарифмическая шкала, линия без маркера): 1 – с лагом в один день; 2 – с лагом 3 дня назад

 

Рисунок 4 – Ранжирование случаев обращаемости населения с заболеваниями системы кровообращения в 2010 г. с учетом возраста: 1 – в соответствии с возрастной классификацией, предложенной ВОЗ; 2 – возрастные группы с шагом в 5 лет

 

Выводы

Увеличение случаев госпитализаций населения г. Сургута в переходные сезоны года вполне согласуются с метеорологическими условиями территории Севера, так как в эти периоды отмечаются резкая смена и высокая амплитуда метеопараметров [9]. Индекс сезонности, рассчитанный для мужчин и женщин, имел превышение 100% практически во всех сезонах года, что свидетельствует об активизации сезонных факторов круглогодично. Оценка зависимости случаев госпитализаций жителей г. Сургута с заболеваниями системы кровообращения, демонстрировала более выраженную зависимость с учетом временного сдвига с лагом в три дня назад на фоне межсуточных перепадов температуры, т.е. наблюдался эффект «отсроченности» с более сильной корреляцией, что позволяет признать взаимосвязь с изменчивостью температурного хода существенной. Наличие сезонной составляющей в картине госпитализации населения г. Сургута с заболеваниями органов кровообращения согласуется с высокой погодно-климатической изменчивостью северной территории. Анализ возрастной структуры населения по поводу госпитализаций этих заболеваний с ранжированием возраста пациентов с шагом в 5 лет выявил группу повышенного риска для лиц трудоспособного возраста 50–54-х лет. Использование методов оценки на основе теории хаоса и самоорганизации наглядно демонстрируют изменчивость метеорологических условий, что позволяет объективно оценивать степень влияния температурного режима как лимитирующего фактора метеоклиматических условий в региональном аспекте.

About the authors

Larisa Mansurovna Bikmukhametova

Surgut State University

Author for correspondence.
Email: hasanova-larisa@mail.ru

assistant of Ecology and Biophysics Department

Russian Federation, Surgut, Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra

Svetlana Nikolaevna Rusak

Surgut State University

Email: svetlana_01.59@mail.ru

doctor of biological sciences, professor, head of Ecology and Biophysics Department

Russian Federation, Surgut, Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra

References

Supplementary files