MORBIDITY RATE OF MALIGNANT NEOPLASMAS AND ANALYSIS OF THE ECOLOGICAL STATE OF THE TERRITORY OF THE REPUBLIC OF BURYATIA

Full Text

Злокачественные новообразования (ЗНО) - вторая из ведущих причин смерти (25%) после сердечно-сосудистых заболеваний (38%) в странах с высоким уровнем дохода и третья (12%) - после сердечно-сосудистых заболеваний (30%), инфекционных и паразитарных болезней (14%) в странах с низким и средним уровнем дохода [1]. Для 10-16% всех злокачественных новообразований в мире фактором риска является хроническая инфицированность, этот показатель более чем в три раза выше в развивающихся странах (23%), чем в развитых (7%) [2-4]. Однако по данным Международного агентства по изучению рака (МАИР), рак на 85% связан с воздействием канцерогенных факторов окружающей среды [5, 6]. Интерпретация статистических данных по распространению ЗНО с учётом экологического обзора является одним из важных компонентов для построения общей стратегии борьбы с этой патологией [7-10]. Статистические данные по ЗНО позволяют выявить наиболее неблагоприятные территории, неблагополучные группы населения и сосредоточить внимание медицинской общественности на оздоровлении данного контингента, а также выявить факторы окружающей среды, влияющие на развитие злокачественных опухолей [8, 9, 11, 12]. ЗНО относят к индикаторным показателям здоровья с высокой степенью зависимости от качества среды обитания [13-15]. Отсюда целью работы, наряду с изучением заболеваемости населения, был экологический анализ среды обитания человека за Байкалом, где воздействие как естественных, так и антропогенных факторов имеет отдалённые последствия. В связи с этим наша задача включала анализ факторов, обеспечивающих жизнедеятельность населения в экстремальных природно-климатических условиях Байкальского региона. Ранее нами была обнаружена связь онкологических патологий у населения в семи районах республики и в г. Улан-Удэ (т. е. там, где имелись данные) с наличием радиации и содержанием тяжёлого металла - свинца в почвенном покрове территорий Бурятии, обусловленных в основном подстилающими горными породами [16-18]. Загрязнения свинцом отмечены в южной, восточной и юго-восточных частях Улан-Удэ, а также территориях Тарбагатайского, Заиграевского, Бичурского, Мухоршибирского, Селенгинского, Кяхтинского районов Республики Бурятия. Остальная часть территории не обследована по свинцу ввиду горно-таёжного рельефа. Экспериментально найдена корреляционная связь (r = 0,85), которая оказалась выше критического значения (r = 0,71), то есть гипотеза о связи содержания свинца и частоты ЗНО может быть значимой [18]. Следует отметить, что не исключается существование такой связи при наличии влияния радиоактивных изотопов свинца вследствие множества урановых месторождений, а также иных факторов. Почвенный свинец попадает в организм человека через пищевые цепи. Попав в организм, он остаётся в нём навсегда, искажает стандартный процесс метаболизма, вызывает мутации, нарушает структуру и функции ферментов синтеза и репарации ДНК [11, 19-21], в конечном итоге являясь причиной онкопатологии. В экологических исследованиях по изучению последствий радиоактивных выбросов при Семипалатинских ядерных испытаниях в Иркутской области выявлена высокая распространённость онкологических заболеваний у населения [22]. А в Бурятии, по данным ГФУП «Бурятгеоцентр», загрязнения отслеживаются по аномальным накоплениям Cs137 в следующих районах: Баунтовском, Тарбагатайском, Заиграевском, Кабанском, Прибайкальском при общем фоне 2 сЗв, интегрально накопленном в течение всего периода испытаний ядерного оружия в Семипалатинске. А предельно допустимой для населения считается доза 1 мЗв (или 0,1 сЗв), введённая в России с 1 января 2000 г. Как раз в этих районах обнаруживается во все периоды анализа высокая частота заболеваемости (рис. 1), и связь между ней и накопленной радиацией была почти прямой (r = 0,95-0,98) [16]. В связи с обнаруженными корреляциями между радиацией и уровнем тяжёлого металла (свинца), накопленного в почвенном покрове, нами продолжен поиск экологических факторов, провоцирующих в регионе злокачественные патологии. Материал и методы Основным методом исследований был сравнительно-географический. Авторами использованы статистические материалы по злокачественным новообразованиям по Республике Бурятии [23], а также имеющиеся в литературе данные по загрязнению атмосферного воздуха [24-26]. Анализ эпидемиологической ситуации проводили по экстенсивным и стандартизованным показателям (СП, 0/0000), рассчитанным прямым методом (мировой стандарт), определяли темп прироста (среднегодовой и среднемежпятилеточный) [27]. Изучение онкологической заболеваемости в Республике Бурятии проводилось в 1996-2015 гг. по пятилетним периодам: 1996-2000 гг., 2001-2005 гг., 2006-2010 гг., 2011-2015 гг. Статистическая обработка материала проводилась с использованием программ Excel 2003, Statistica 8.0. Различия считались статистически значимыми при вероятности, не превышающей 5% (p ≤ 0,05). Результаты На основании результатов исследований заболеваемости населения Республики Бурятии за длительный временной отрезок установлена тенденция её устойчивого роста, что в основном обусловлено аномальным природным комплексом, кроющимся в геологии региона. Накопленная радиация, присутствие в почвогрунтах полиметаллов и урановых руд, неудовлетворительное состояние воздушного бассейна (приземный озон, аэрозоли с активными химическими соединениями), постоянное присутствие в атмосфере бензапирена, по уровню в десятки раз превышающего нормы ПДК, - вот основные составляющие источники загрязнения, которые провоцируют развитие злокачественных опухолей. Проводившиеся ранее разработки природного сырья осуществлялись без соблюдения природоохранных мероприятий, и последствия этого на современном этапе проявляются в виде отрицательных последствий для здоровья человека. Обсуждение Онкологическая заболеваемость растёт в большинстве регионов мира, не составляет исключение и Бурятия. При анализе онкозаболеваемости населения Бурятии за 20-летний период исследования наблюдался рост частоты злокачественных новообразований от 195,0 ± 18,00/0000 (1996-2000 гг.) до 219,2 ± 12,00/0000 (2011-2015 гг.). Темп прироста заболеваемости составил 12,4% при среднегодовом межпятилеточном темпе прироста 0,6%. При этом следует отметить, что разница в онкозаболеваемости между первой и четвертой пятилетками статистически недостоверна (p > 0,05), тогда как в третьей пятилетке (2006-2010 гг.) произошел статистически значимый рост заболеваемости в республике до 247,7 ± 13,70/0000 (p < 0,05) с последующем его снижением в 2011-2015 гг. Сравнение заболеваемости за 2001-2015 гг. в республике (235,1 ± 18,90/0000) с показателями по Российской Федерации (230,3 ± 23,50/0000) и Сибирскому федеральному округу (239,8 ± 19,70/0000) показало незначительные различия, статистически недостоверные (p > 0,05), тогда как заболеваемость в г. Улан-Удэ за этот период (267,8 ± 33,70/0000) статистически значимо выше, чем в целом по республике (p < 0,05). Анализ заболеваемости по муниципальным районам с 1996-2000 по 2011-2015 гг. показал динамику этого процесса. За весь период наблюдения лидером по онкозаболеваемости оказался Баунтовский район, где заболеваемость была самой высокой и в I (277,0 ± 20,60/0000), и в IV (382,9 ± 49,00/0000) периодах (см. рис. 1). Исключение составил II период, когда Баунтовский район по заболеваемости (298,9 ± 25,00/0000) уступил лидерство Прибайкальскому району (301,5 ± 12,60/0000). Стабильно высокая заболеваемость отмечена в Кабанском (229,3 ± 21,9 и 305,0 ± 20,00/0000), Прибайкальском (225,5 ± 12,8 и 290,4 ± 26,50/0000), Заиграевском (236,0 ± 18,0 и 275,9 ± 14,10/0000) районах. Стабильно низкая заболеваемость - в Еравнинском (179,0 ± 11,0 и 188,4 ± 22,10/0000), Закаменском (123,13 ± 11,1 и 176,8 ± 9,00/0000), Окинском (105,4 ± 16,6 и 155,0 ± 36,4 0/0000) районах. В 2,3 раза увеличился этот показатель в Муйском районе (90,0 ± 17,4 и 208,3 ± 22,70/0000, где наблюдался самый высокий темп прироста заболеваемости - 131,4% при среднегодовом межпятилеточном темпе 4,5%), который в I периоде имел самую низкую заболеваемость в республике, и в 2 раза в Тункинском (108,9 ± 5,2 и 224,0 ± 19,30/0000), а также в Хоринском, Тарбагатайском и Северобайкальском районах. В остальных районах повышение онкозаболеваемости было сравнительно невысоким и происходило с различной интенсивностью. Сложившаяся за последнюю пятилетку в Бурятии онкопатологическая ситуация отражена на рис. 2. Сравнительно высокая онкозаболеваемость наблюдается в северных районах, к югу стандартизованные показатели снижаются. Можно предположить, что значительный прирост заболеваемости на территории Муйского и Северобайкальского районов обусловлен отдалёнными последствиями воздействия промышленных разработок полиметаллов и урановых руд, а Тункинского - радиационного излучения многочисленных радоновых источников. Из итогов мониторинга следует, что на протяжении двадцати лет, начиная с 1996 г., на территории Бурятии появилась устойчивая тенденция роста заболеваемости населения ЗНО, свидетельствующая о том, что сложившаяся ситуация - не простая случайность, а реальная закономерность, существующая в природе. Авторы полагают, что на генетические предпосылки человека «накладываются» региональные природные аномалии, которые значительно усиливают степень проявления этой патологии. Наряду с радиацией и металлами-канцерогенами авторы занялись поиском дополнительных экологических факторов, провоцирующих опасную тенденцию в заболеваемости человека, а также рост уровня загрязнений в воздушном бассейне региона. Аномальность природных условий связана с расположением горной Бурятии в Центрально-Азиатском складчатом поясе на стыке разлома геосферных плит. Вследствие этого здесь отмечается более 700 различных по генезису месторождений полезных ископаемых: 247 - золота (228 россыпных, 16 рудных и 3 комплексных), 9 - флюоритов, 5 - полиметаллов, 7 - вольфрама и молибдена, 14 - бурого и каменного угля и многих других. Активное вовлечение их в промышленное производство, произошедшее 50- 60 лет назад, привело к необратимым изменениям всего природно-территориального комплекса, которые внесли дисбаланс в природную среду, загрязнив почвенный покров, воздушный и водный бассейны, провоцируют разные патологии у населения. Большой объём загрязнений переносится на территорию республики господствующими ветрами северо-западного направления от функционирующих в соседней Иркутской области алюминиевого завода в г. Шелехово и Международного центра по обогащению урана в г. Ангарске. Бурятия - это зона изверженных кристаллических пород, которые выходят на поверхность и занимают едва ли не 50% площади всей республики. Обилие и разнообразие горных пород, их различное контактовое воздействие друг на друга, связанное с интрузиями, гидротермальная деятельность обусловили образование многочисленных рудопроявлений. Геологическими исследованиями выявлено 22 урановых месторождения, 180 рудопроявлений, 8864 радиоактивные аномалии и более 400 радоновых минеральных источников, в которых концентрации естественных радионуклидов многократно превышают предельно допустимые [16]. Следует отметить, что на площади 350 тысяч км2, которую занимает республика Бурятия, очень много радиоактивных рудопроявлений. Поэтому она относится к зоне, постоянно подвергающейся воздействию альфа-частиц, испускаемых в процессе природного деления урана, в продуктах распада которого присутствуют (наряду с радоном) изотопы свинца и многих других радиоактивных элементов. Очевидно, имеет место эмиссия этих радионуклидов в атмосферный воздух в связи с широким развитием зон тектонического разлома и трещиноватости земной коры. Нами ранее приведены данные об аномальных концентрациях радона, превышающих ПДК в 2-100 раз, в подвальных помещениях Кабанского, Селенгинского, Бичурского районов и г. Улан-Удэ, локальные загрязнения отслеживались в Баунтовском, Кабанском, Прибайкальском, Тарбагатайском и Заиграевском районах [16]. Подверженность населения радиации отмечают не только от присутствия на территории мощных залежей урановых и полиметаллических руд [22, 28-31], но и от последствий радиационного воздействия ядерных взрывов в Семипалатинске. Риск вредного воздействия загрязнений на население региона в наибольшей степени связан и с приземным слоем атмосферного воздуха, очень характерным для замкнутых котловин горной Бурятии, которых насчитывается около 100 (все районы расположены в котловинах между гор). Известно, что в условиях сибирского антициклона характерно формирование мощных приземных инверсий, определяющих сильное загрязнение воздуха низкими выбросами, это служит основанием для распределения неблагоприятных примесей в зоне жизнедеятельности населения. Большинство превращений элементов, газов и других веществ связано с их окислением, которое зависит от количества поступающей солнечной радиации. Солнечных дней в году в Бурятии много - около 300. Известно, что под влиянием ультрафиолетовой радиации реакционно-способные углеводороды вступают в реакции с образованием свободных радикалов, других фотооксидантов, обладающих более высокой токсичностью, чем вступившие в реакцию исходные вещества [32]. Анализ экологических исследований за последние годы обнаружил довольно интересные факты о загрязнении в сфере воздушного бассейна региона. В настоящее время большое внимание уделяется проблемам приземного озона вследствие его высокой токсичности для человека. Всемирная организация здравоохранения внесла приземный озон в список пяти основных загрязнителей, подлежащих постоянному контролю на биосферных станциях и в фоновых регионах [33]. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата - МГЭИК [34], тропосферный озон считается третьим, самым мощным парниковым газом в атмосфере после диоксида углерода и метана. Озон относится к 1 классу опасности, в больших концентрациях он является сильнодействующим ядом, имеет продолжительное время жизни в атмосфере (от нескольких дней до нескольких месяцев). Длительное время считалось, что концентрация О3 в нижней атмосфере невысока, поэтому его контроль осуществлялся на небольшом количестве станций. На современном этапе, когда опасность увеличения его содержания в тропосфере стала очевидной, сеть пунктов наблюдений во всем мире стала стремительно расти. Начиная с 2002 г. в г. Улан-Удэ организованы регулярные наблюдения за содержанием приземного озона. В результате 13-летних экспериментов Г.С. Жамсуева и соавт. отмечают с 2009 г. рост концентрации озона, превышающий значения его ПДК (30 мкг/м3), что авторы объясняют неуклонным ростом объёмов выбросов автотранспорта [24]. По их данным, средняя концентрация озона за весенний период в 2000-2011 гг. в г. Улан-Удэ составила 46,7 мкг/м3 , за летний - 48,98 мкг/м3, а диапазон его изменений составил 29-71 мкг/м3 ; в пос. Горячинск (Прибайкальский р-н) - 104-125 мкг/м3; в п. Боярск (Кабанский р-н) - 67-120 мкг/м3. Как раз на этих территориях отмечается высокая онкозаболеваемость, и в результате поиска зависимости между ней и содержанием озона обнаружена корреляционная связь (r = 0,96), что доказывает присутствие загрязнения воздуха. Эти же авторы при изучении замутнения атмосферы в виде аэрозольной оптической толщи (АОТ) выявили пространственные неоднородности её прозрачности внутри региона, обусловленные разной удалённостью от промышленных предприятий и особенностями подстилающей поверхности [25]. В результате четырёхлетних наблюдений (2006- 2009 гг.) ими обнаружено, что в отличие от большинства станций, находящихся на территории Сибири, характерным для г. Улан-Удэ является высокое аэрозольное замутнение атмосферы, особенно в зимний период. Из данных, полученных авторами, следует, что измерения в области спектра 0,35-1,06 ммк на 10 длинах волн (при количестве определений, где n = 377-87 527) с погрешностью определения АОТ 0,01 найдено её максимальное значение в г. Улан-Удэ (t05 = 0,13) (t05 - спектральная зависимость) вследствие более высокого антропогенного воздействия на атмосферу, превышающего в среднем на 26% значения, полученные для этого периода на ст. Торы (Тункинский р-н) (t05 = 0,10). В последнем случае сказывается удалённость места от промышленных выбросов. Средние значения АОТ на восточном побережье оз. Байкал (ст. Боярск Кабанского района) составляют 0,11 (t05), тогда как на высокогорной ст. Монды (2000 м над уровнем моря) Тункинского района, как и следовало ожидать, замутнение атмосферы минимальное - 0,05-0,008 (рис. 3). Показатели ст. Боярск нельзя в полной мере считать фоновыми для региона, так как её территория подвержена косвенному воздействию ряда близлежащих экологически неблагополучных центров (г. Бабушкин, пос. Каменск, пос. Селенгинск и др.). Наша попытка выявить присутствие какой-нибудь связи между спектральной зависимостью АОТ и частотой онкозаболеваемости населения этих районов показала, что между ними может присутствовать корреляция (r = 0,73). Эти экспериментальные многолетние данные свидетельствуют о том, что загрязнение атмосферного воздуха имеет место как в г. Улан-Удэ, так и на территориях Кабанского и Прибайкальского районов, где частота ЗНО у населения во все периоды анализа была высокой, а тогда как в фоновом Тункинском районе - низкой. Мониторинг атмосферы и атмосферных выпадений в 2000-2008 гг. выполнен на трёх станциях Байкальского региона: Иркутск - станция, характеризующая урбанизированные условия; Листвянка - сельские условия и Монды - фоновые условия; для сравнения взяты ст. Приморская в Приморском крае, а также ст. Сайншанд в пустыне Гоби, Монголия; в гг. Улан-Батор, Сухэ-Батор и Барун-Урт определён химический состав аэрозолей [26], в растворимой части которых найдены 10 ионов: H+, Mg2+, Na+, Cl-, K+, NO3-, Ca2+, NH4+, HCO3-, SO42-. Среди них преобладают анионы SO42- и HCO3-, среднегеометрические величины их концентраций составляют соответственно: 0,39-3,10; 0,16-2,15 мкг/м3. Авторы отмечают, что абсолютные их величины достаточно близки, за исключением фоновой ст. Монды (Тункинский район), где показатели примерно в 4,5 раза меньше. В атмосфере станций Байкальского региона наиболее высокие среднегодовые значения суммы ионов в растворимой фракции аэрозолей отмечены авторами в 2000-2004 гг. Они достигали 9,4 мкг/м3 в Иркутске, 6,7 мкг/м3 в Листвянке и 2,3 мкг/м3 на ст. Монды. Наибольший вклад в рост этого показателя внесли ионы NH4+, Ca2+, Na+, SO42-. Все приведённые цифры свидетельствуют о существенном привносе химических загрязнителей в воздушную массу с аэрозолями. Показано, что последовательность в распределении 10 ионов по концентрациям в аэрозолях, включая и высокогорье, практически одинакова. Таким образом, в регионе имеет место аэрозольное химическое загрязнение. Оценка уровней загрязнения атмосферного воздуха в Бурятии выполняется на основе данных регулярных наблюдений на 7 стационарных станциях сети мониторинга Бурятского ЦГМС. Например, в 2015 г. суммарные выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от стационарных источников составили 108,52 тыс. тонн, из которых на г. Улан-Удэ приходится 27,9 тыс. тонн, по степени загрязнения воздуха он постоянно входит в десятку самых загрязнённых городов России. Основным загрязнителем является бензапирен, который достигает 7-10 ПДК в г. Улан-Удэ и 6 ПДК в Селенгинске (Кабанский район), что обусловлено значительным количеством выбросов в атмосферу от автопарка, который использует этилированный бензин. . Во всех контролируемых городах максимальные концентрации двух и более ЗВ превышали уровень ПДК: в Улан-Удэ - в 9 раз, в Селенгинске - в 7 раз, в Гусиноозерске (Селенгинский район) - в 5 раз, Кяхте (Кяхтинский район) - в 2 раза. Среднегодовые концентрации одной или нескольких примесей превышают 1 ПДК в 4 городах: в г. Улан-Удэ таких примесей пять, в Селенгинске - три, в Кяхте и Гусиноозерске - одна [35]. Краткие цифры по состоянию атмосферного воздуха свидетельствуют о загрязнении среды обитания человека. Очень вкратце приведём данные об экологической ситуации, складывающейся на территории районов с высокой встречаемостью ЗНО. Баунтовский район - это горнодобывающий регион, где добывают уран, золото, полиметаллы, в особенности выделяется предприятие по отработке урана способом подземного выщелачивания - ОАО «Хиагда», относящееся ко 2 категории объектов по потенциальной радиационной опасности. Население этого района в сильной степени подвержено злокачественной патологии. На втором месте по подверженности этому недугу значится население Тарбагатайского района, территория которого расположена в непосредственной близости от г. Улан-Удэ. С подветренной стороны от него расположен полигон твёрдых бытовых отходов, а также Тугнуйский угольный разрез (Мухоршибирский район). Здесь разрабатываются молибденовые месторождения. Население этого района в два последних периода характеризуется стабильно высокими показателями заболеваемости: 312,9 ± 17,3 и 316,0 ± 26,6 чел. на 100 тыс. населения. Темп прироста заболеваемости составил 1,0% при среднегодовом межпятилеточном темпе 0,1%. В Кабанском промышленном узле сосредоточены Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат, Темлюйский цементный и Каменский шиферный заводы, и эти предприятия вместе с соседствующим Байкальским целлюлозно-бумажным комбинатом вносят основную лепту в загрязнение территории района. Поселок Селенгинск Кабанского района ежегодно входит в список территорий Российской Федерации с наиболее высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Индивидуальный канцерогенный риск при воздействии химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, составил 9,7×10-5 и оценивается как «предельно допустимый риск», который определяется содержанием в воздухе формальдегида. По данным последних двух периодов, уровень заболеваемости в районе также был высоким: 282,1 ± 17,3 и 305,0 ± 20,0 чел. на 100 тыс. населения. Темп прироста заболеваемости составил 8,1% при среднегодовом межпятилеточном темпе 0,9%. В Прибайкальском районе добывается кварцитовое сырье для высококачественного стекла оптики электронных приборов и солнечных батарей. Это самый обыкновенный кварц, известный как диоксид кремния, который при попадании в организм человека вступает в реакцию с самыми различными веществами, способствуя возникновению онкологических заболеваний. Приземный озон превышает уровень ПДК. Заболеваемость здесь по двум периодам составила: 252,5 ± 10,1 и 290,4 ± 26,5 чел. на 100 тыс. населения. Темп прироста заболеваемости составил 15% при среднегодовом межпятилеточном темпе 1,6%. Основным источником загрязнения в г. Улан-Удэ являются его промышленный узел с топливно-энергетическим комплексом (2 ТЭЦ) и автотранспорт, выбросы которых увеличивают концентрацию бензапирена в атмосферном воздухе до 10-24 ПДК. Г. Улан-Удэ входит в десятку самых загрязнённых городов России [35]. Вследствие горного рельефа и котловинного эффекта самоочищение атмосферы происходит слабо. Заболеваемость населения ЗНО в г. Улан-Удэ по данным за 2006-2010 гг. составила 273,9 ± 7,3; по данным за 2011-2015 гг. - 230,4 ± 18,0 человек на 100 тыс. населения, что свидетельствует о снижении показателей заболеваемости за этот период. Темп убыли заболеваемости составил -15,9% при среднегодовом межпятилеточном темпе -1,9%. Заключение Таким образом, мы считаем, что приведённый в работе регион следует включить в целевую Федеральную программу «Онкология в Байкальском регионе» с целью выявления причин повышения заболеваемостии для проведения превентивных мер по профилактике онкологических заболеваний, так как люди за Байкалом проживают в среде, небезопасной для здоровья. Следует отметить также, что наряду с экстремальными природно-экологическими условиями региона, провоцирующими развитие ЗНО у населения на территории Бурятии, запаздывает проведение скрининговых исследований по превентивным мерам профилактики онкозаболеваемости.

About the authors

T. N Chimitdorzhieva

Buryat State University

Ulan-Ude, 670000, Russian Federation

N. P Lyakhova

Tomsk National Research Medical Center

Tomsk, 634009, Russian Federation

Galina D. Chimitdorzhieva

Institute of General and Experimental Biology of the Siberian Branch of the RAS

Email: galdorj@gmail.com
MD, PhD, DSc, Prof., Leading Researcher , Ulan-Ude, 670047, Russian Federation Ulan-Ude, 670047, Russian Federation

References

Supplementary files