Impactul poluarii aerului atmosferic in geneza patologiei alergice respiratorii la copii

Summary

Air pollution role on the respiratory allergic

disease develoment in children

The article adduces results of the analytical epidemiological studies of 400 children selected from two city areas with different atmospheric air quality parameters. There was ascertained a direct correlation between the prevalence of respiratory allergic disease and the quality of the air. Symptoms of the respiratory allergic disease were found 1,5 times more frequently at children from the polluted area, comparing with controls. Asthma symptoms were seen two folds higher in adolescents.

Rezumat

Articolul prezentat pentru publicare aduce la cunostinta rezultatele studiilor epidemiologice analitice a 400 de copii din doua sectoare urbane cu diferit grad de poluare a aerului atmosferic. A fost stabilita o dependenta corelativa directa dintre raspandirea patologiei respiratorii alergice la copii si calitatea aerului atmosferic. Simptomele patologiei respiratorii alergice au fost inregistrate de 1,5 ori mai frecvent la copiii din sectorul cu aer poluat in comparatie cu lotul de control. Manifestarile astmului bronsic au fost intalnite de 2 ori mai frecvent la adolescenti.

Sursele esentiale ale factorilor ecologici nefavorabili sunt intreprinderile industriale si de transport, complexele termo-energetice, industria biotehnologica. Rezultatul negativ al activitatii lor este poluarea aerului atmosferic, apei si solului. Substantele toxice - dioxine, oxid de azot, compusii organici volatili, suspenziile solide patrund in organism pe cale aeriana. Numeroase studii stiintifice au stabilit dependenta directa intre concentratia prafului in atmosfera si patologia alergica, in special bronhopulmonara [2, 8, 9].

Astfel, un sir de cercetari au stabilit ca compusii chimici care poseda efectul imunotoxic in concentratii admisibile au capacitatea de a sensibiliza sau retine dezvoltarea sistemului imun la fat sau copil. Fenomenul de sensibilizare se manifesta prin intermediul imprintingului imunologic - retentia reactiilor dezvoltate in perioada ontogenezei precoce si al efectului sensibilizator in perioadele ulterioare ale vietii.

Legitatea comuna a reactiilor imunologice la actiunea exercitata de xenobiotice in perioada ontogenezei precoce se manifesta prin afectarea timusului, dereglarea sistemului T-limfocitar (insuficienta limfocitelor T cu functie supresorie si activarea limfocitelor T helper) si actiunea directa asupra celulelor tinta. Efectul lor asupra sistemului imun matur este cauzat de inducerea disfunctiei limfocitelor B si inhibitia sintezei de anticorpi. Rezultatele actiunii imunopatologice sunt manifestate prin insuficienta imunologica, reactiile autoimune de tip alergic si pseudoalergic [1].

Actiunea membranotoxica este caracterizata prin dereglarea structurilor membranare celulare, mitocondriale cauzate de distrugerea lipidelor, efectul realizat fiind eliberarea mediatorilor procesului inflamator si alergic (prostoglandine, leucotriene si alte citochine).

Astfel, ecopatologia este determinata de efectul lor inhibitor asupra sistemelor de interactiune intercelulara mediate de interferoni si interleuchine. Drept rezultat, procesul alergic este un marcher al calitatii biosferei [3, 4, 5, 6, 7, 10].

Scopul studiului a fost cercetarea influentei poluarii aerului atmosferic asupra formarii maladiilor alergice la copii.

Material si metode

Studiul s-a bazat pe cercetarile in teren care au vizat doua sectoare urbane ale mun. Chisinau: sectorul de baza, (str. Calea Iesilor, 21, sectorul Buiucani, POP nr. 3), numit in studiu sectorul A, situat pe traseul cu circulatie auto intensa si sectorul B, de control, amplasat departe de traseul auto, in zona verde a orasului.

Au fost cercetati 400 de copii de 7-16 ani cu aplicarea criteriilor unice cantitative in corespundere cu metoda internationala de screening de depistare a maladiilor alergice la copii - ISAAC (International Study of Asthma and Allergy in Childhood), selectati prin metoda de cuiburi (in doua licee situate in sectoarele respective). A fost cercetata documentatia medicala, istoricul medical si familial, a fost efectuat examenul complex clinic al copiilor.

Pentru aprecierea impactului calitatii aerului atmosferic asupra morbiditatii copiilor prin maladii alergice au fost analizate datele sanitaro-igienice prezentate de Directia Monitoring al Calitatii Mediului (DMCM) din cadrul Serviciului Hidrometeorologic de Stat, care efectuiaza in mun. Chisinau investigatii sistematice (de 3 ori/24 h) asupra calitatii aerului atmosferic la 6 posturi (sectoare) stationare de observatii (POP) amplasate pe urmatoarele adrese: POP nr. 3 - str. Calea Iesilor, 21 (sectorul Buiucani - sector de baza A); POP nr. 4 - str. Uzinelor, 1 (sectorul Ciocana); POP nr. 6 - str. Fantanelor (sectorul Centru); POP nr. 7 - str. Grenoble, 259 (sectorul Botanica); POP nr. 8 - bd. Moscovei, 21 (sectorul Rascani); POP nr. 9 - str. Uzinelor, 171 (sectorul Ciocana).

Prelucrarea statistica programe Microsoft Excel si SAS, calcularea criteriului 'THY2' (c2), criteriului Student (t), coeficientului Pearson (r).

Rezultate si discutii

Conform datelor furnizate de DMCM calitatea aerului atmosferic in orasele republicii si in special in capitala, pe parcursul ultimului deceniu, se mentine la un nivel scazut. Explicatia, probabil, consta in cresterea continua a numarului unitatilor de transport auto, intreprinderilor industriale, obiectelor termo-energetice, retelelor de incalzire a blocurilor locative etc.

Referitor gazelor de esapament, multiple opinii sustin ca acestea constituie sursa principala de poluare a aerului cu plumb, oxid de azot, carbohidrati, ozon.

Pentru a analiza detaliat calitatea aerului atmosferic, ne-am axat pe investigatiile efectuate de DMCM in ultimii ani (2002-2006), tabelul 1.

Din datele prezentate in tabelul 1 observam, ca anual, in mai multe sectoare ale orasului s-au inregistrat depasiri ale CMA pentru suspenziile solide si dioxidul de sulf, dioxidul de azot, care sunt compusi ai gazelor de esapament. Cele mai mari depasiri s-au inregistrat, totusi, pe sectoarele 3, 4, 6, 8.

Componenta chimica a "prafului atmosferic" consta in majoritate din suspenzii solide, hidrocarburi, compusi aromatici, metale grele (arseniu, plumb, asbest, cositor, hidrargiu s.a.). Praful atmosferic, constituit in mare majoritate din particule cu diametrul de la 0,01 µm la 1,0 µm si cele mai mari de 10 µm sunt relativ inofensive, avand proprietatea de a se sedimenta si sunt captate de filtre. Particulele cu diametrul mai mic 5 µm se sedimenteaza lent si in decursul procesului de respiratie patrund in alveole. Rezultatele preluate din materialele DMCM au aratat ca concentratia medie anuala a suspenziilor solide a variat intre 0,06 - 0,28 mg/mc, ceea ce constituie 0,6 - 1,9 din valoarea CMA (mg/mc). De mentionat, insa, ca analiza variatiilor zilnice a acestui indice a determinat maxime pe parcursul a mai multor zile pe an in diferite sectoare.

Tabelul 1

Maximele izolate ale concentaratiei ingridientilor in aerului atmosferic in mun. Chisinau

CMA - concentratia maxima admisibila

Daca in anii 2002-2004 s-au numarat, sumar in toate sectoarele, 23 si respectiv 9 zile in care concentratia suspenziilor solide prezenta pusee maxime, atunci in 2005 au fost inregistrate deja 44 astfel de zile, iar in 2006 - 75 de zile. In anii 2002-2004 in zilele de maxime izolate, concentratia suspenziilor solide constituia 2,6-3,2 mg/mc CMA, iar in ultimii ani (2005-2006) - 7,8-8 mg/mc CMA.

Concentratia dioxidului de sulf (compus, care indica in general gradul de poluare chimica a aerului) in majoritatea sectoarelor nu a inregistrat depasiri ale CMA medii pe parcursul anilor 2002-2006. Cei mai inalti indici ai dioxidului de sulf in aerul atmosferic au fost inregistrati pe sectoarele 4, 6 si 9.

O situatie alarmanta se constata vis-a-vis de concentratia in aerul atmosferic a dioxidului de azot generat atat de transport, precum si ca urmare a activitatii centralelor termice (arderea carbunelui). Concentratia medie a acestui compus varia in limitele 0,02-0,07 mg/mc, in sectoarele 3, 4, 6, 7 - valori aflate la limita CMA sau care depasesc CMA de 1,3-1,8 ori. Totodata, in numeroase zile ale anului au fost inregistrate maxime izolate ale acestui indice, care variau intre 0,13-0,49 mg/mc, ceea ce constituie 2-4,2 mg/mc/CMA in sectorul 3; 2,0-7,1 mg/mc in sectorul 4; 2,0-4,2 mg/mc in sectorul 6; 1,9-5,8 mg/mc in sectorul 7; 2,0-5,1 mg/mc in sectorul 8. Pe parcursul anilor 2002-2006 in fiecare din sectoare numarul zilelor cu peak-uri a variat intre 10 si 141 de zile anual, in special in sectorul 4 (71-141) si sectorul 6 (68-118).

Concentratia media anuala a monoxidului de carbon, conform rezultatelor cercetarilor probelor de aer, colectate in cele 6 posturi stationare nu a inregistrat depasiri ale normativelor existente. Totusi, se inregistreaza o tendinta evidenta de crestere a acestui indice in ultimii ani: 0,58-1,59 mg/mc in a. 2002 in diferite sectoare, 1,9-2,7 mg/mc - in anii 2005-2006. Maximele izolate, inregistrate in sectoarele 3, 4, 6, 9, ating limita de 6,0-17 mg/mc si constituie depasiri de 1,2-3,4 ori a CMA.

Cercetarea continutului derivatilor rezultati in special din arderea gazelor (fenolul si formaldehida) a demonstrat ca acestea au variat in dinamica. Astfel, la capitolul maxime izolate se inregistreaza concetratii crescande ale fenolului: de la 0,01 mg/mc (1 mg/mc/CMA) in 2002 la 0,42 mg/mc (4,2 mg/mc/CMA) in 2006 in sectorul 4 si de la 0,01 mg/mc la 0,06 (6 mg/mc/CMA) in sectorul 7 in aceasi perioada.

S-a constat ca concentratia formaldehidei in aerul atmosferic in sectorul selectat pentru studiu a fost constant sporita, valorile medii osciland intre 0,004-0,006, ceea ce constituie 1,3-2,0 mg/mc/CMA. Au fost inregistrate si maxime izolate, cu valori maxime in a. 2005 - 5,7 mg/mc/CMA. Concentratii supranormative ale formaldehidei au fost inregistrate si in alte sectoare ale municipiului (4, 6).

Concluzionand cele relatate, mentionam ca sectorul A, de baza, al studiului situat in sectorul 3 orasenesc este, deci, unul din sectoarele cu o calitate scazuta a aerului atmosferic.

Din materiale expuse rezulta ca investigatiile sistematitice efectuate pe acest sector au confirmat depasiri ale CMA a diferitor compusi toxici atat pentru valorile medii anuale, cat si pentru maximele izolate. Pe acest sector se inregistreaza un numar mare de zile, in care au fost determinate valori maxime supranormative a concentratiei de suspenzii solide si dioxid de azot, cele mai inalte maxime izolate ale concentratiei suspenziilor solide (8,0 mg/mc/CMA in 2007 si 6,2 in 2005).

Totodata, pe sectorul mentionat au fost inregistrate zile cu maxime izolate ale concentratiei fenolului (1,3-4,2 mg/mc/CMA) si formaldehidei (5,7 mg/mc/CMA). Concentartia medie anuala a formaldehidei in aerul atmosferic al acestui sector variind in limite supranormative pe parcursul anilor studiati (0,004-0,006 mg/mc/CMA, ceea ce constituie 1,3-2,0 mg/mc/CMA).

Analiza comparativa preventiva a raspandirii simptoamelor alergice in sectoarele studiate a aratat ca acest indice este prevalent la copiii din sectorul cu aer poluat (44,4±3,2% contra 33,1±3,5% in sectorul de control, situat in zona verde orasului, p<0,01), tabelul 2.

Tabelul 2

Raspandirea simptoamelor maladiilor alergice in functie de calitatea aerului atmosferic (M±m,%)

Totodata au fost determinate diferente de raspandire a simptoamelor alergice la copii in functie de varsta. Astfel, la cei sub 10 ani, locuitori ai ambelor sectoare, semnele maladiilor alergice se depistau practic cu aceeasi frecventa (39,8 % si % respectiv, p>0,05).

Insa, in grupul adolescentilor s-a definit diferenta statistic veridica - respectiv % si % cazuri in sectorul cu probleme ecologice contra la cel de control (p<0,001). Acest fapt poate fi explicat prin caderea mecanismelor de adaptatie ale organismului sub influenta cronica, indelungata a factorilor nefavorabili de mediu, modificarea spectrului antigenic etc.

Totusi, a fost descoperit un fenomen neasteptat: pe fond de tendinta generala conform careea nivelul patologiei alergice continua sa creasca odata cu varsta, in sectorul urban de control, situat in zona verde a orasului, au fost inregistrate valori maxime de raspandire a simptoamelor alergice la copii din grupul cu varsta mica 44,4±5,5% contra 24,0±4,3% la adolescenti, p<0,01).

Simptoamele astmului bronsic (AB) sub forma de respiratie dificila, suieratoare (wheezing), senzatie de sufocare cel putin o data in viata se inregistrau de 1,5 ori mai frecvent la copii din sectorul cu nivel exagerat de poluare a aerului - 17,0±1,8% contra 11,6±1,5% in sectorul de control (p<0,05). Studierea raspandirii simptoamelor de astm bronsic in functie de varsta a demonstrat urmatoarele legitati: in grupul copiilor mici raspandirea AB cumulativ a oscilat intre 14,6-18,5%; in grupul copiilor mai mari de 10 ani acest indice era de 2-3 ori mai jos la copiii sectorului cu aer ne poluat si inregistra un nivel de 6,0±2,1%. Insa, printre adolescentii ce locuiesc in zona industriala a orasului, AB cumulativ prezenta valori maxime de 20,3±3,7% (p<0,001).

Analiza a aratat, ca in medie, jumatate din respondenti, care prezentau semne de astm bronsic in anamnestic, au indicat la prezenta acestor semne in ultimile 12 luni. Totodata, ponderea simptoamelor astmatice curente printre copiii din sectorul ecologic compromis a fost cert mai inalta (8,7±1,8% contra 6,1±2,2% in lotul de control, p<0,05). Datele au fost ne uniforme in functia de varsta: in lotul de copii ce locuiesc in zona cu aer poluat astfel de plangeri au fost inregistrate la adolescenti de 3 ori mai frecvent comparativ cu scolarii de varsta mai mica (70,8±4,2% si 22,2±3,7% respectiv, p<0,001).

La majoritatea scolarilor (75-90%) a predominat varianta usoara de AB (pana la 3 acutizari anual). Totodata, accesele de wheezing, care se repeta de 4-12 si mai multe ori pe an, au fost mai caracteristice pentru adolescentii din zona cu aer atmosferic degradat (29,4±4,2% contra 7,5±1,3% in lotul sumar de control, p<0,001).

Accese nocturne cu dereglarea somnului au fost inregistrate la 2/3 din cei care prezentau semne respiratorii pe parcursul anului precedent studiului, dar la acest capitol nu s-a observat conexiunea cu factorii macroecologici ai mediului. Aceste rezultate sugereaza idea ca frecventa acceselor nocturne este conditionata in special de factorii microecologici (ecologia incaperilor - "indoor air"), in particular, sensibilizarea la acarieni.

Rezultatelor obtinute privind raspunsul la intrebarea despre prezenta unei respiratii dificile, suieratoare in timpul exercitiilor fizice a aratat ca acest simptom se depisteaza la 9,5±1,4% din copiii lotului sumar. Reactia la acest trigger de origine non-imuna poate fi interpretata drept o confirmare a unei hiperrectivitati bronsice deja formate, caracteristice AB.

Copii din grupul sub 10 ani mai frecvent decat cei mai mari acuzau la tuse nocturne in lipsa unei infectii respiratorii acute. Acest indice constituia 9,3±2,0% si 4,6±1,4 corespunzator in cele doua grupuri de varsta (p<0,05). Tusea uscata nocturna a fost mentionata afirmativ mai frecvent in raspunsurile copiilor decat episoadele de respiratie dificila, suieratoare (p<0,01), situatie comuna si pentru copiii din alte tari, carora li s-a aplicat ISAAC.

Este regretabil faptul ca multe din cazurile de AB nu au fost diagnosticate pana la momentul studiului. Astfel, diagnosticul de AB era confirmat pana la momentul studiului numai la 52,4±3,2% din copiii sectorului A si la 81,8±2,9% in sectorul urban B.

Astfel, in majoritate cazirilor nu sunt diagnosticate timpuriu formele usoare de AB (in sectoarele ecologic nefavorabile acestea fiind mai frecvent declansate de xenobioti in asociere cu alti predictori). 

Aceste date ne permit sa conchidem ca exista o dependenta corelativa dintre durata expunerii catre factorii poluanti din aer (in special suspenzii solide, ozon) si raspandirea simptomatologiei maladiilor alergice la copii, care locuiesc in sectoare cu aer atmosferic poluat si relativ pur.

Vulnerabilitatea copiilor se explica prin particularitatile fiziologice ale organismului in crestere si este conditionata de imaturitatea diferitelor sisteme si organe.

Concluzii preventive

S-a determinat o dependenta corelativa directa dintre raspandirea afectiunilor alergice respiratorii la copii si nivelul de poluare a aerului atmosferic. Semnele maladiilor respiratorii alergice au fost inregistrate de 1,5 ori mai frecvent la copiii sectorului cu aer poluat, comparativ cu sectorul de control.

Frecventa semnelor de astm bronsic crestea odata cu varsta copiilor: copiii mai mari de 10 ani de 2 ori mai frecvent prezentau semne ale maladiei decat copiii de varsta mai mica.

Bibliografie

Albright J.F., Goldstein R.A. Airborne pollutants and the immune system // Otolaryngology. Head Neck Surgery . - 1999 . - Vol. 114 . - N 2 . - P. 232-238.

Duca Gh. Mediul ambiant si factorii de risc pentru sanatatea populatiei. Mat. Conf. nat. "Estimarea riscului mediului ambiant pentru santatea mamei si a copilului". Chisinau. 1998. P. 6-12.

Eder W., Ege M., von Mutius E. The asthma epidemic. Review. N Engl J Med, 2006, v.355 (21), p.2226-2235.

Eggleston P., Diette G., Lipsett M. et al. Lessons Learned for the Study of Childhood Asthma from the Centers for Children's Environmental Health and Disease Prevention Research. Environ Health Perspect, 2005, v.113 (10), p.1430-1442 (ISSN: 0091-6765).

Gilmour M. Ian; Maritta S. Jaakkola; Stephanie J. How Exposure to Environmental Tobacco Smoke, Outdoor Air Pollutants, and Increased Pollen Burdens Influences the Incidence of Asthma. Environ Health Perspect. 2006; 114(4):627-633.

Grimfeld A. Just J. Astme de l'enfant et pollution astmospherique. XXXII Congres de l'Association des pediatres de Leungue francaise de pediatrie. Tours. 1999. p. 281-82.

Le Roux P. Allergie respiratoir et pollution atmospherique en pediatrie. Archives de pediatrie. Vol. 6. suppl. 1. 1999. P. 39-48.

Nastasiuc L. Starea factoirlor de mediu in Republica Moldova. Material. conf. st.-pr. Nationale "Sanatatea copiilor in relatie cu mediul". 2004. p. 34-37.

Tirsu Gh., Caraman P., Andoni V. Sanatatea copiilor or. Chisinau asociata poluarii mediului ambiant. Material. conf. St.-pr. Nationale "Sanatatea copiilor in relatie cu mediul". 2004. p. 69-70.

Опасные факторы окружающей среды вызывают аллергические нарушения у детей. Факты и цифры ЕРБ ВОЗ/01/03. Копенгаген, Бонн, Брюссель, Москва, Осло, Рим, Стокгольм, 4 апреля 2003 г. www.euro.who.int/mediacentre.