Острые отравления химической этиологии в промышленном городе. Современное состояние, динамика и прогноз

Введение. В соответствии с целями демографической политики Российской Федерации на период до 2025 года решение комплекса задач по сохранению и укреплению здоровья, сокращению уровня смертности и увеличению продолжительности жизни населения включает также разработку и совершенствование мероприятий по профилактике острых отравлений химической этиологии (ООХЭ) при условиях координации действий органов государственной власти и их взаимодействия с институтами гражданского общества на федеральном, региональном и муниципальном уровнях, обеспечения эффективной деятельности социальной инфраструктуры (здравоохранение, образование, социальная защита населения) и улучшения санитарно-эпидемиологической обстановки¹. Одним из последствий сложившейся ситуации является потенциальный риск ООХЭ с высокими показателями летальности, что служит одной из причин роста смертности и обуславливает значительный медицинский, экономический и социальный ущерб [1–5]. На высокую значимость проблемы ООХЭ указывает то, что в структуре приоритетных неинфекционных нозологических форм на ряде территорий они приобрели значение фактора, существенно влияющего на демографическую ситуацию за счет ассоциированной с ними заболеваемости, а также преждевременной смертности мужского и женского населения [1][3][6–8]. Это подтверждается статистическими данными о том, что регистрируемая частота ООХЭ сопоставима с частотой нарушений цереброваскулярного кровообращения и почти в четыре раза превышает показатели заболеваемости инфарктом миокарда. Как следствие, ежегодный уровень смертности из-за ООХЭ в целом по стране достигает 80–90 тыс. случаев, из которых более 60 % приходится на мужчин и женщин трудоспособного и фертильного возраста [5][7][9].

Особое значение приобретает тот факт, что в настоящее время ООХЭ занимают одно из приоритетных мест среди причин смертности среди детского населения от непреднамеренных травм, а токсические поражения без летального исхода являются частой причиной тяжелых нарушений здоровья и инвалидности [4][10–12].

Высокоактуальны отравления фармакологическими средствами, включая психофармакологические, в том числе психотропные препараты, а также отравления прижигающими ядами, протекающие, как правило, в тяжелых формах и с высоким риском развития различных осложнений [3][4][7–9][13–18][19–21]. Ряд авторов отмечают особенности острых отравлений фармацевтическими средствами в период пандемии новой коронавирусной инфекцией COVID-19 [7][22][23].

Отмечается тенденция к увеличению доли острых отравлений наркотическими веществами с одновременным изменением их качественных характеристик [3][4][24–27].

К числу распространенных этиологических причин ООХЭ в различных возрастных группах относятся углеводороды [3][28–30], монооксид углерода (угарный газ) [31–34] и мышьяк [35–37], в том числе при реализации суицидальных действий.

Одним из направлений оптимизации деятельности по сохранению здоровья населения Российской Федерации с 2008 года является интегрированный в национальную систему социально-гигиенического мониторинга (СГМ) токсикологический мониторинг (ТМ), приоритетной задачей которого является обеспечение структур власти всех уровней объективной информацией о количественных и качественных характеристиках регистрируемой на соответствующей территории острой химической патологии [1–5][38–41]. Подчеркивается, что существующие и постоянно возникающие новые химические угрозы здоровью населения Российской Федерации требуют совершенствования системы обучения специалистов в области профилактической токсикологии [42–43].

Целью исследования является ретроспективный и проспективный эпидемиологический анализ острых отравлений химической этиологии по результатам токсикологического мониторинга в городе Таганроге за 2008–2022 гг.

Материалы и методы. В качестве исходных данных применены сведения о 2466 случаях ООХЭ, содержащиеся в документах². Исследования эпидемиологического типа проведены с использованием специализированного программного обеспечения собственной разработки, включая программы «Turbo Dynamics» version 1.02 и «Turbo Modelling» version 1.01. а также профессионального пакета статистических программ IBM SPSS Statistics («Statistical Package for Social Science») version 19.0. Сравнительная характеристика ситуации по ООХЭ осуществлена на основе авторского метода с применением региональных оценочных критериев, рассчитываемых на основе частных показателей реального (эпидемиологического) риска³. В данном исследовании при расчете фоновых уровней нами был использован 12-летний период 2008–2019 гг., так как из-за условий деятельности учреждений здравоохранения в период пандемии COVID-19 сведения о зарегистрированных ООХЭ на ряде территорий Ростовской области в 2020 и 2021 гг. оказались занижены. При построении искусственных нейронных сетей (ИНС) в целях среднесрочного прогнозирования частоты ООХЭ применен пакет прикладных программ Matlab R2021a с набором инструментов для синтеза и анализа нейронных сетей Neural Network Toolbox. Обучение двухслойных ИНС двух типов (с прямым распространением сигнала и каскадных) проведено на базе алгоритма Левенберга-Марквардта (Levenberg-Marquardt method), предназначенного для оптимизации параметров нелинейных регрессионных моделей при решении задач о наименьших квадратах [44]. Число нейронов в скрытом слое построенных ИНС варьировало от 14 до 43.

Сравнительная оценка точности прогнозов частоты ООХЭ на 2021 и 2022 гг. (экстраполяционных по теоретическим линиям тенденций, рассчитанных способом наименьших квадратов, и полученных с применением искусственных нейронных сетей) выполнена на основе динамических рядов годовых показателей за 2008–2022 гг.

Результаты. Представленные в табл. 1 результаты анализа по половозрастным группам населения свидетельствуют о сформировавшейся за 2008–2022 гг. однонаправленной на протяжении всего исследуемого периода устойчивой тенденции к уменьшению частоты ООХЭ при среднегодовом темпе убыли –11,4 %. Обращает на себя внимание существенное увеличение удельного веса женщин в структуре пострадавших от ООХЭ лиц с 38,1 % в 2008–2012 гг. до 47,7 % в 2018–2022 гг. при соответствующем снижении доли лиц мужского поля с 61,9 % до 52,3 %; одновременно увеличилась доля детей и подростков при снижении удельного веса взрослых. При росте смертности от ООХЭ в 2008–2012 гг. за счет лиц мужского пола (дети, подростки и взрослые) в целом за исследуемый 15-летний период сформировалась тенденция к ее снижению при среднегодовом темпе убыли –38,8 %. В структуре смертности от ООХЭ среди половозрастных групп населения приоритетными являются лица мужского пола (75,7 %) и взрослые 18 лет и старше (96,1 %). Одновременно со снижением смертности отмечено уменьшение летальности при ООХЭ. Так, в 2018–2022 гг. летальность была зарегистрирована только среди лиц мужского пола (2,4 %) и взрослых (4,8 %).

В динамике за 2008–2022 гг. благоприятные тенденции к снижению частоты сформировались по всем видам ООХЭ, наиболее выраженная тенденция определена в отношении отравлений спиртосодержащей продукцией (34,9 % в структуре ООХЭ) при среднегодовом темпе убыли –13,6 %. Доля отравлений спиртосодержащей продукцией в структуре ООХЭ выше среди мужчин (45,1 %), чем для женщин (19,9 %), а среднегодовой темп убыли тенденции к снижению их частоты среди мужчин (–14,8 %) оказался более выраженным, чем для женщин (–10,1 %). Второе ранговое место в структуре ООХЭ занимают отравления лекарственными средствами (34,5 %), причем среди женщин их удельный вес (51,8 %) выше, чем среди мужчин (22,8 %) при практически одинаково выраженных тенденциях к снижению со среднегодовыми темпами убыли соответственно –10,3 % и –10,0 %. На третьем ранговом месте в структуре ООХЭ находятся отравления другими мониторируемыми видами (21,5 %), причем они преобладают среди женщин (52,3 %) по сравнению с мужчинами (10,8 %). На долю отравлений наркотическими веществами и пищевыми продуктами приходится соответственно 5,0 % и 4,2 %. За счет последнего десятилетия сформировались тенденции к снижению смертности по всем видам ООХЭ при стабильном превалировании в структуре ее причин отравлений спиртосодержащей продукцией (64,1 %). На втором ранговом месте среди причин смертности от ООХЭ находятся отравления другими мониторируемыми видами (25,4 %), на третьем – отравления лекарственными средствами (7,73 %). Наиболее высокая летальность при ООХЭ отмечена при отравлениях спиртосодержащей продукцией (13,5 %), затем следуют отравления другими мониторируемыми видами и наркотическими веществами – соответственно 8,7 % и 4,1 % (см. табл. 2).

За 2008–2022 гг. диагностирован низкий реальный риск ООХЭ в целом по городу, однако в отношении подростков 15–17 лет его уровень оценивается как повышенный (Wi = 1,382). Реальный риск смертности от ООХЭ за 15-летний период соответствует умеренному уровню, при отравлениях спиртосодержащей продукцией – низкому.

Сопоставление точности полученных обоими методами среднесрочных прогнозов (на основе применения регрессионных моделей и искусственных нейронных сетей) в отношении фактически зарегистрированной в 2021 и 2022 гг. частоты ООХЭ осуществлялось на основе значений их абсолютных (∆X, %000) и относительных (∆Y, %) погрешностей. Так, абсолютная погрешность полученного на основе нейросетевой модели прогноза частоты ООХЭ в целом на 2021 год оказалась в 2,60 раза меньше, чем экстраполяционного прогноза при разнице относительных погрешностей для них 8,48 %; в отношении прогнозов на 2022 год также установлено преимущество нейросетевой модели – абсолютная погрешность меньше в 7,10 раза, а разница относительных погрешностей равна 26,89 %. Менее точный результат при применении ИНС получен только в отношении прогноза частоты отравлений наркотическими веществами на 2022 г.

По сведениям о регистрации ООХЭ в 2008–2022 гг. осуществлено моделирование их многолетней динамики с количественной характеристикой тенденций на основе показателей среднегодовых темпов их прироста и среднесрочным прогнозированием на 2023 и 2024 гг. экстраполяционным и нейросетевым методами (см. табл. 4).

Обсуждение. Результаты выполненных исследований свидетельствуют о том, что в городе Таганроге сформировалась устойчивая благоприятная тенденция к снижению частоты ООХЭ и смертности от них во всех возрастно-половых группах населения, что соответствует ранее установленным параметрам динамики аналогичных показателей в целом по Ростовской области [39]. Что касается показателя летальности при ООХЭ, то после ее роста в 2013–2017 гг. она в последующее пятилетие снизилась в 10,2 раза, причем все случаи смерти от ООХЭ приходились на лиц мужского пола 18 лет и старше. Обращает на себя внимание то, что за исследуемый период времени одновременно со снижением частоты ООХЭ в их структуре существенно возросла доля случаев среди детей и подростков соответственно в 1,7 и 2,8 раза. Так за период 2018–2022 годы суммарный удельный вес данных возрастных групп составляет 73,31 %, что позволяет отнести их к приоритетным «группам риска». Полученные результаты согласуются с данными исследований в России и других странах о важном месте острых отравлений в патологии детского и подросткового возраста, причем если для детей более типичными являются случайные отравления, то для подростков – сознательный прием токсических веществ, в том числе с суицидальной целью [10–12].

Сведения об этиологии ООХЭ соотносятся с результатами анализа других исследователей, свидетельствующих о высокой частоте острых отравлений спиртосодержащей продукцией в различных регионах Российской Федерации. При этом подчеркивается, что для решения задач по укреплению здоровья населения необходима разработка адресных мероприятий, направленных на снижение количества потребляемого алкоголя, для чего критически важны объективные данные о количестве потребляемого населением алкоголя и его суррогатах, что с 2008 года обеспечивает токсикологический мониторинг, проводимый органами и организациями Роспотребнадзора [4][7–9][13]. Что касается острых фармацевтических отравлений, то по данным других авторов в большинстве субъектов Российской Федерации среди пострадавших также преобладают женщины [3][4][19]. В ряде исследований [19–21] была показана существенная этиологическая роль при ООХЭ таких лекарственных средств как психотропные препараты, включая антидепрессанты, снотворные средства, сердечные препараты, парацетамол, кодеин и др. По результатам анализа сведений токсикологического мониторинга установлено, что в Таганроге в 2008–2022 гг. первое ранговое место среди лекарственных средств, послуживших этиологической причиной ООХЭ также занимает группа противосудорожных, седативных, снотворных и противопаркинсонических препаратов (24,68 %) среди которых основная доля (52,11 %) приходится на бензодиазепины. На втором ранговом месте находится другие психотропные средства (17,38 %), причем 42,00 % из них приходится на антидепрессанты и 29,34 % – на антипсихотические и нейролептики. Третье, четвертое и пятое ранговые места занимают препараты, действующие преимущественно на вегетативную нервную систему (16,34 %) и на сердечно-сосудистую систему (8,92 %), неопиоидные анельгизирующие, жаропонижающие и противоревматические средства (8,23 %). Противосудорожные, седативные, снотворные и противопаркинсонические препараты послужили причиной 55,56 % смертности от отравлений лекарственными средствами, причем наиболее высокая летальность (22,22 %) приходится на отравления барбитуратами. По данным литературных источников [4][10][21][24–27][38] в отношении отравлений наркотическими веществами и их прекурсорами в настоящее время отмечается увеличение их доли в структуре ООХЭ, сопровождающееся изменением их качественных характеристик. Так, при преобладании среди пострадавших лиц молодого возраста сформировалась устойчивая тенденция к относительному уменьшению по частоты отравлений алкалоидами опия и героином, а на первый план выходят отравления новыми синтетическими наркотиками, производными каннабисом, ЛСД и другими психодислептиками. Следует отметить, что по данным токсикологического мониторинга в 2008–2022 гг. из суммы отравлений наркотиками и психодислептиками в Таганроге 40,94 % случаев были связаны с приемом неуточненных наркотиков, в 31,50 % случаев имело место отравление производными каннабиса, в 11,81 % – психодислептиками, в 6,30 % – синтетическими наркотиками. На употребление опий, героина и других опиоидов (включая кодеин и морфин) приходится соответственно 1,57 %, 3,94 % и 3,94 % случаев отравлений. Половина случаев смерти приходится на отравления синтетическими наркотиками и по 25,00 % – героином и другими неуточненными наркотиками. Наиболее высокие показатели летальности отмечены при отравлениях синтетическими наркотиками (25,00 %) и героином (20,00 %). За последние пятнадцать лет в городе среди причин прочих отравлений лидирует монооксид углерода (26,12 %), который обусловил 76,74 % смертельных исходов в данной группе при показателе летальности 20,25 %. Следует отметить, что отравления угарным газом отечественными и зарубежными исследователями рассматриваются как высоко актуальная проблема в современных условиях [31–34]. Второе ранговое место в структуре причин прочих отравлений занимают ядовитые вещества, содержащиеся в съеденных пищевых продуктах (17,31 %), преимущественно растительного происхождения (77,76 %). На третьем ранговом месте среди причин прочих отравлений находится токсическое действие других газов, дымов и паров (11,54 %), на четвертом – органических растворителей, галогенпроизводных алифатических и ароматических углеводородов (10,10 %) существенная роль которых как причин ООХЭ подчеркивается в профильной научной литературе [3][28–30]; пятое ранговое место принадлежит разъедающим веществам (8,97 %), шестое – пестицидам (8,17 %), седьмое – ядовитым животным (6,57 %) .

При характеристике частоты ООХЭ был использован ранее апробированный автором на данных по Ростовской области [39] метод расчета региональных критериев, в соответствии с которыми реальный (эпидемиологический) риск ООХЭ для населения города Таганрога в 2008–2022 гг. и в 2022 г. соответствует низкому уровню, что позволяет оценивать ситуацию как относительно благополучную. Полученные нами в ходе математического моделирования тренды многолетней динамики частоты ООХЭ оказались статистически значимыми (p < 0,05) и были использованы в целях среднесрочного экстраполяционного прогнозирования. Параллельно была проведена апробация среднесрочного прогнозирования с применением технологии искусственных нейронных сетей (ИНС). Из полученных результатов сравнительного анализа следует, что применение ИНС обеспечивает более высокую точность прогнозов по сравнению с экстраполяционным прогнозированием по теоретическим линиям тенденций на основе регрессионных моделей.

Заключение. Социальный характер проблемы ООХЭ диктует необходимость комплексного подхода к профилактической деятельности, включая санитарно-просветительную работу среди населения, активного межведомственного взаимодействия с участием медицинских, образовательных, муниципальных учреждений и организаций, правоохранительных органов и психологических служб. Сохраняется высокая актуальность контроля реализации алкогольной продукции и сильнодействующих лекарственных средств, противодействия незаконному обороту наркотических веществ, реабилитационной и коррекционной работы с семьями и несовершеннолетними, относящимися к группам социального риска. Результаты токсикологического мониторинга служат информационной основой для оценки ситуации в городе и оптимизации токсикологической помощи, они необходимы при разработке адекватных управленческих решений и целевых программ по обеспечению химической безопасности населения. Успешная реализация задач токсикологического мониторинга в целях достижения санитарно-эпидемиологического благополучия населения требует полноценного информационного взаимодействия с органами исполнительной власти.