Качество питьевой воды как фактор риска возникновения кожных патологий у жителей Северного Дагестана

Введение

В настоящее время проблема установления связи между химическим составом окружающей сре­ды и состоянием здоровья населения является актуальной для всего мира. Одним из главных факторов окружающей среды, который может оказывать как по­ложительное, так и отрицательное влияние на здоровье населения является питьевая вода, и обеспечение насе­ления доброкачественной питьевой водой относится к числу важнейших факторов охраны здоровья. Во многих странах источниками питьевого водоснабжения явля­ются подземные воды, которые, как правило, считаются приоритетным источником.

На территории Северного Дагестана единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения яв­ляются подземные воды артезианского бассейна. Ранее было проведено исследование качественного состава ар­тезианских вод Северного Дагестана [1][2], используемо­го населением для питьевых целей. В ходе анализа было выявлено высокое содержание мышьяка, содержание ко­торого в питьевой воде превышает допустимые нормы в десятки раз, что создает неблагоприятную обстановку с риском для здоровья населения. Рассматривая загрязне­ние мышьяком питьевых вод с позиций охраны здоровья населения, следует сравнивать его содержание с гиги­еническими требованиями безопасности для человека потребляемой питьевой воды, которые устанавливают данный норматив на уровне 0,01 мг/л, соответствующий общемировым нормативам содержания мышьяка в пи­тьевой воде

Согласно Международному агентству изучения рака (МАИР), мышьяк и его соединения являются доказанны­ми канцерогенами и отнесены к 1-му классу опасности. Даже небольшие его концентрации при длительном по­ступлении в организм человека способны явиться при­чиной развития ряда заболеваний, в том числе рака [3]. Применение методологии оценки риска для выявления ущерба здоровью населения, вызванного пероральным воздействием мышьяка, позволило рассчитать индиви­дуальные и популяционные канцерогенные риски для экспонируемого населения Северного Дагестана при хроническом пероральном воздействии мышьяка [4]. Полученные данные свидетельствуют о высокой канце­рогенной опасности потребляемой питьевой воды для населения, так как индивидуальный канцерогенный риск (ICR) для жителей исследованных населенных пун­ктов Северного Дагестана в условиях перорального по­ступления мышьяка с питьевой водой при среднем зна­чении (0,19 мг/ л) составляет 8,1х10^-3 при допустимом «целевом» уровне 1x10^-5.Популяционные канцерогенные риски для исследованного экспонированного населения численностью 309,7 тыс. человек при средней концен­трации мышьяка (0,19 мг/л) составят 36 дополнительных случаев заболеваний в год. Учитывая опасное для здоро­вья человека воздействие мышьяка при его длительном поступлении с питьевой водой, что было доказано в ходе многих зарубежных эпидемиологических исследований, можно предположить, что экспонированное население исследованных районов находится в зоне риска. Это мо­жет явиться причиной развития ряда мышьяк-ассоциированных заболеваний — арсенозов.

В настоящее время природные особенности подзем­ных питьевых вод артезианского бассейна практически не могут быть изменены без дополнительной очистки и на безальтернативной основе в течение многих лет обе­спечивают население питьевой водой. В связи с этим оценка риска здоровью населения Северного Дагестана и изучение эпидемиологических особенностей развития арсенозов при хроническом пероральном воздействии мышьяка крайне актуальна.

Главным органом-мишенью при хронической инток­сикации даже малых доз мышьяка является кожа [5][6][7][8][9] которая реагирует возникновением ряда кожных заболе­ваний, а в самом худшем случае — раком кожи. Заболева­ния, в частности арсенодерматиты, могут трудно диффе­ренцироваться или быть отнесены к другим дерматитам со схожими клиническими симптомами. Это осложняет анализ имеющихся первичных данных по кожным за­болеваниям. В зарубежных литературных источниках есть ряд работ по влиянию хронического перорального воздействия мышьяка на развитие кожных заболеваний, клинические симптомы которых схожи с некоторыми кожными патологиями, описанными в отечественной медицинской литературе. Сходные с арсенодерматита­ми клинические симптомы проявляются у таких групп кожных поражений, как псориаз (в том числе, фоточувствительный псориаз), нейродермит, токсикодерматит, болезнь Аддисона, эритродермия, кератодермия (пятни­стый и диффузный кератозы), экзематоидные поражения кожи [10].

В литературных источниках отсутствуют данные по распространению арсенозов, в частности арсенодерма­титов, в России и также в Дагестане.

Цель исследования — анализ имеющихся литера­турных данных и предварительное изучение эпидемио­логических особенностей распространения кожных па­тологий (арсенодерматитов) среди населения Северного Дагестана, проживающего в зоне риска.

Материалы и методы

В ходе данного исследования были выявлены и диф­ференцированы группы экспонированного населения, использующие для питьевых целей артезианскую воду с разным уровнем содержания мышьяка.

Для выявления различных форм кожных заболева­ний неинфекционной природы, возникновение которых может быть связано с хроническим пероральным воз­действием мышьяка, были проанализированы 915 исто­рий болезней пациентов-жителей Северного Дагестана из архива Республиканского кожно-венерологического диспансера с 2000 по 2014 гг. включительно. Случаи за­болеваний у населения учитывали с помощью показателя первичной заболеваемости. Данные о регистрируемой заболеваемости были дифференцированы по полу: муж­чины и женщины и по двум возрастным группам: дети (0-17 лет) и взрослые (18 и более лет).

Также на основании существующих литературных данных изучена этническая предрасположенность насе­ления Северного Дагестана к развитию кожных патоло­гий неинфекционной природы.

Результаты

Изученная в ходе данного исследования экспони­рованная часть населения была дифференцирована по уровню содержания мышьяка в питьевой воде (табл. I).

59,4 % населения потребляют питьевую воду с содер­жанием мышьяка до 0,1 мг/л, что превышает допустимый уровень до 10 раз, 40,6 % — с содержанием мышьяка в 20­50 раз выше гигиенического норматива. Около 3 % насе­ления используют для питья воду с содержанием мышья­ка в 40-50 раз выше допустимого норматива и находятся в зоне наивысшего риска.

Общее количество больных кожными заболевани­ями неинфекционной природы за исследуемый период составило 915 человек (551 мужчина, 364 женщины). По результатам анализа первичной заболеваемости населе­ния разных возрастных групп, за 15 лет наблюдения были установлены приоритетные нозологические группы воз­можных мышьяк-ассоциированных кожных патологий. Анализ общей структуры кожных заболеваний неин­фекционной природы по районам исследований выявил следующую структуру: преобладающей локализацией являются различные формы псориатического процесса, который выявлен у половины пациентов (51,6 %), среди которых у 17 % больных псориаз осложнён эритродер- мией и 31 % — артропатией. Дерматиты были выявлены у 24,4 % пациентов, у 18 % — экзема. Кератодермия ко­нечностей была зафиксирована у 4 % пациентов и у 2 % — нейродермит. Среди всех нозологических форм кож­ных патологий наибольший интерес представляет фото- чувствительная форма псориаза, которая имеет высокую частоту распространения в общей структуре кожных па­тологий (в том числе псориаза), распространенных среди жителей Северного Дагестана. Выявленный Эфендиевой Г.А. [11] повышенный уровень уропорфиринов и копропорфиринов (биомаркеров ранних изменений в организ­ме при избыточном пероральном поступлении мышьяка [12]) в моче пациентов районов Северного Дагестана, вероятнее всего, обусловлен хроническим воздействием неорганического мышьяка. В возникновении фоточув- ствительных псориазов провоцирующим фактором яв­ляется подверженность населения повышенной инсоля­ции. Однако данные исследований противоречивы, так как свидетельствуют о высоком проценте заболевших (58,2 %) на равнинной территории Северного Дагестана, нежели в горной (21,4 %), климато-географические осо­бенности которой, напротив, характеризуются высоким уровнем солнечной активности и, соответственно, число пациентов с симптомами фоточувствительного псориаза должно было бы быть выше в горной части. Немаловаж­ным фактором являются полученные в ходе исследова­ния данные, свидетельствующие о низком показателе семейных псориазов, таким образом, исключая фактор наследственности в возникновении данной мультифакторной кожной патологии.

В ряде случаев длительная экспозиция мышьяка и его соединений может явиться пусковым механизмом к раз­витию ряда заболеваний, в том числе кожных, при других сопутствующих факторах. Обострение или осложнения некоторых уже имеющихся у пациентов кожных заболе­ваний также могут быть спровоцированы пероральным действием мышьяка и его соединений. Для верифика­ции данных необходимо также проведение детальных обследований лиц, потребляющих воду с повышенным содержанием мышьяка, с использованием биомаркеров (волосы, ногти, моча), осмотр дерматологом по алгорит­му выявления арсенозов, в том числе арсенодерматитов, разработанного и предложенного экспертами ВОЗ [13].

Анализ распространения кожных заболеваний не­инфекционных природы среди пациентов по половой структуре не выявил значительных различий. Наиболее распространенной формой кожных заболеваний как у мужчин, так и у женщин является псориаз, который часто осложнен артропатией. У женщин на долю псориатиче- ских форм заболеваний приходится 45 %, дерматитов — 33 %, экземы — 16%, нейродермита — 4 %, кератодермии конечностей — 2 % пациентов. Среди мужчин псориазом болеют 56 %, среди которых у 27 % он осложнен артропа­тией. Дерматиты зарегистрированы у 19 %, экзема — у 20 %, кератодермия конечностей — у 5 % больных. В возраст­ной структуре преобладают пациенты в возрасте 45-70 лет (68%), 25% пациентов в возрасте 18-45 лет и 7 % в возрасте 70 лет и старше. Средний возраст больных составил 56,4 года. Высокий процент пациентов среди взрослого населе­ния, возможно, также обусловлен кумулятивными свой­ствами мышьяка,и, как следствие, проявлениями кожных патологий (арсенодерматитов) в более зрелом возрасте.

Известно, что у человека существует жесткий генети­ческий контроль метаболизма поступающих в организм химических соединений. Анализ ряда зарубежных ли­тературных источников [14][15][16][17] свидетельствует о влия­нии этнических особенностей на реакции метаболизма мышьяка в организме человека, а именно лежащих в их основе генетических особенностей исследуемой популя­ции. Генетические особенности оказывают влияние на процессы метаболизма мышьяка, что, в свою очередь, сказывается на процессах кумуляции мышьяка в орга­низме и, в результате, на развитии предпатологических и патологических изменений [18][19]. В настоящее вре­мя предполагается, что три различных гена вовлечены в биотрансформацию мышьяка. Это — As (III) метилтрансфераза (CYT19), пуриннуклеозидфосфорилаза (ΡΝΡ), глутатион-5-трансфераза омега (GSTO) [20].

Учитывая, что северная часть Республики Дагестан представлена большим количеством этнических групп (аварцы, ногайцы, даргинцы, кумыки, русские, лакцы), изучение генетической компоненты как одного из фак­торов, влияющих на предрасположенность организма к развитию арсенозов, очевидна. Подобных исследований Дагестана, к сожалению, нет, и оценить степень изучен­ности данного аспекта не представляется возможным. Существует ряд научных работ, связанных с исследова­нием распространения псориаза в Республике Дагестан. Так, например, в работе Бигвава С.Г. [21] рассматривал­ся факт генетической предрасположенности к развитию псориаза. А сопоставление частоты заболеваемости псо­риазом с географическим положением исследуемых ре­гионов на примере районов Дагестана позволили сделать вывод, что самый низкий процент заболеваемости об­наруживался в высокогорьях (0,15 %), а самый высокий процент — на равнинных участках (0,44 %), которые при­урочены к территории мышьяковистой гидрогеохимиче­ской аномалии. Следует учитывать, что в генетическом смысле истоки всех коренных этносов Дагестана едины и генофонд каждого отдельно взятого этноса является составной и неотъемлемой частью структуры генофон­да всех коренных народов Дагестана. Этот вывод также подтверждается работами генетиков [22][23], в работах которых был сделан вывод, что показатель популяцион­ной заболеваемости псориазом в различных этнических группах Дагестана для большинства этнических групп сходен. Таким образом, на данном этапе исследования, можно предположить, что различия в степени проявле­ния разных форм кожных заболеваний неинфекционной природы (арсенодерматитов) в зависимости от генетиче­ских особенностей этнических групп, проживающих на территории районов исследований, минимальны. Воз­можно, одной из причин высоких показателей заболева­емости псориазом именно в северной (равнинной) части РД является длительная пероральная интоксикация на­селения мышьяком, который может также явиться триг­гером, запускающим механизм развития псориаза.

Обсуждение

Полученные результаты анализа питьевых артезиан­ских вод, используемых населением районов Северного Дагестана в качестве источников питьевого водоснабже­ния, и выявление наиболее подверженных воздействию мышьяка групп населения свидетельствуют о несоответ­ствии качества питьевой воды по содержанию высоко­токсичного мышьяка: 40,6 % экспонированного населе­ния потребляют воду с содержанием мышьяка в 20-50 раз выше гигиенического норматива. Высокие концентрации мышьяка в питьевых водах артезианского бассейна об­уславливают высокий риск развития мышьяк-ассоциированных заболеваний неинфекционной природы, что, в свою очередь, определяет эти воды как непригодные для хозяйственно-питьевого использования населением. В связи с этим дальнейшее использование этих вод для питьевого водоснабжения требует системного изучения с целью мониторинга воздействия на здоровье человека и окружающую среду, и разработки эффективных методов очистки вод от мышьяка перед использованием их для хозяйственно-питьевого назначения.

Для подтверждения влияния генетических особенно­стей различных этнических групп Дагестана на метабо­лизм мышьяка в организме человека, необходимо проведе­ние подробных эпидемиолого-генетических исследований этносов Дагестана, проживающих на территории гидроге­охимической аномалии по мышьяку с целью выявления этноспецифических особенностей и выделения генов, во­влеченных в биотрансформацию мышьяка.

Авторы также считают целесообразным провести более углубленное изучение особенностей кумуляции мышьяка в организме экспонированных лиц, используя метод биомониторинга, с целью оценки воздействия пи­тьевой воды с различным уровнем содержания мышьяка. Планируется проведение исследований, охватывающих большую группу экспонируемых жителей, проживающих на территориях Северного Дагестана с разным уровнем содержания мышьяка в питьевых водах для изучения воздействия и особенностей накопления мышьяка в ор­ганизме, а также индивидуальных уровней экспозиции.

Выводы

1. Население Северного Дагестана использует для питье­вых нужд артезианские подземные воды с содержанием природного мышьяка выше допустимого норматива — 0,01 мг/л. Общая численность жителей исследованных населенных пунктов составляет 309,7 тыс.человек, из которых 59,4 % потребляют питьевую воду с содержа­нием мышьяка, превышающим гигиенический нор­матив в 1-10 раз, а 40,6 % населения — с содержанием мышьяка в 20-50 раз.
2. Согласно литературным данным, в районах, приуро­ченных к территории мышьяковистой гидрогеохими­ческой аномалии, самый высокий процент заболевае­мости псориазом в разрезе республики.
3. Преобладающей локализацией кожных заболеваний являются различные формы псориатического процес­са, которые выявлены у половины пациентов (51,6 %) Республиканского кожно-венерологического диспан­сера, проживающих на территории гидрогеохимиче­ской аномалии.
4. Анализ распространения кожных заболеваний неин­фекционных природы среди пациентов по половой структуре не выявил значительных различий. В воз­растной структуре преобладают пациенты в возрасте 45-70 лет (68 %). Высокий процент пациентов среди взрослого населения, возможно, также обусловлен ку­мулятивными свойствами мышьяка и, как следствие, проявлениями кожных патологий (арсенодерматитов) в более зрелом возрасте.
5. Анализ литературных данных свидетельствуют о вы­соком проценте заболевших фоточувствительным псориазом (58,2 %) на равнинной территории Се­верного Дагестана, нежели в горной (21,4 %), а также повышенном уровне содержания в моче пациентов уропорфиринов и копропорфиринов, являющихся биомаркерами ранних изменений в организме при хроническом пероральном воздействии мышьяка.
6. По результатам некоторых ранее проведенных иссле­дований о генетической предрасположенности этни­ческих групп Дагестана к развитию некоторых форм кожных заболеваний неинфекционной природы, на данном этапе исследования можно сделать вывод, что генетические особенности у этнических групп населе­ния, проживающих на территории Северного Дагеста­на, идентичны, так как истоки всех коренных этносов Дагестана едины и генофонд каждого отдельно взято­го этноса является составной и неотъемлемой частью структуры генофонда всех коренных народов Дагеста­на. Однако для верификации вывода необходимо про­ведение дополнительных исследований с изучением генов, вовлеченных в биотрансформацию мышьяка.