Сравнительный анализ гелиогеофизических и социальноэкономических факторов в их воздействии на уровень суицидов и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний

По многолетним (1948-1997) данным медицинской статистики г. Кировска Мурманской области исследовалось воздействие гелиогео-физических и социально-экономических факторов на распределение суицидов и смертности от сердечнососудистых заболеваний в данном регионе. Выявлены следующие закономерности: в сезонном распределении числа суицидов существует три максимума: март - май (р < 0,001), июль (р < 0,001) и октябрь (р < 0,05), совпадающие с максимумами в распределении наиболее интенсивных (Ар > 150 нТл) магнитных бурь; факторы социально-экономического значения не оказывают существенного воздействия на динамику суицидов; в распределении числа заболеваний сердечно-сосудистого типа с фатальным исходом вклад вариаций геомагнитной активности не является значительным, преобладающее воздействие оказывают социально-экономические факторы, обнаружен зимний максимум, природа которого пока не выяснена. Ключевые слова: суициды, сердечно-сосудистые заболевания, гелио-геофизические факторы, магнитные бури.

УДК [616.89-008.441.44:616.1-036.88]:550.385.4:364.1

сравнительный анализ гелиогеофизических

и социально-экономических факторов в их

воздействии на уровень суицидов и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний*

© 2008 г. Е. А. Касаткина, О. И. Шумилов, А. В. Еникеев, *А. В. Храмов

Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, г. Апатиты

*Балтийский государственный технический университет им. Д. Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург

Рост нестабильности в экономике, политике и социальной сфере в последние десятилетия привел к развитию демографического кризиса в России. В свете этого изучение динамики смертности населения приобретает все большую актуальность. Значительный вклад в увеличение смертности вносят заболевания сердечно-сосудистого типа (инфаркты миокарда, инсульты и др.) и суициды. Проблема роста суицидов в последнее время стала актуальной не только у нас, но и в большинстве промышленно развитых стран [5, 6, 12, 15, 16, 18—22, 29]. По данным Всемирной организации здравоохранения, Россия и некоторые республики бывшего Советского Союза (Белоруссия, Украина, Литва, Латвия, Эстония), а также ряд стран Западной Европы (Финляндия, Бельгия, Венгрия и др.) и Япония относятся к группе стран с высоким (свыше 20 человек на 100 тыс. населения) уровнем самоубийств [5]. Самый низкий уровень самоубийств отмечается в странах Ближнего Востока, например Египте (0,03), и некоторых странах Южной Америки [6]. В Российской Федерации этот показатель в 1999 году достиг значения 39,3, что более чем на порядок превышает уровень самоубийств в 1876 году (2,96) [5]. В настоящее время в России самых высоких значений (свыше 150 человек на 100 тыс. населения) этот показатель достигает в Республиках Коми и Удмуртия [5]. При изучении воздействия изменений параметров внешней среды на динамику суицидов неизбежно встает вопрос об относительной роли социально-экономических и природных факторов. Ряд исследований [15, 18, 21, 29] был посвящен вопросу о наличии связи вариаций тех или иных гелиогеофизических факторов с временными характеристиками суицидов.

Настоящая работа посвящена выявлению связи гелиогеофизических и социально-экономических факторов с распределением числа суицидов и сердечно-сосудистых заболеваний с фатальным исходом.

Методы

При анализе использовались данные статистики по г. Кировску Мурманской области за 1948—1997 годы (600 месяцев). За этот период произошло 752 самоубийства, 579 из них совершили мужчины. Известно, что число законченных самоубийств среди мужчин в 3— 4 раза больше, чем среди женщин [6], что подтверждается данными статистики по Кировску.

Вычислялись стандартизованные показатели смертности от самоубийств и сердечно-сосудистых заболеваний (количество случаев на 100 тыс. населения). Достоверность сезонных распределений проверялась

*Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Региональной целевой научно-технической программы Мурманской области «Развитие науки, научно-технической и инновационной деятельности в Мурманской области на 2006—2008 годы».

при помощи критерия Стьюдента с использованием пакета прикладных программ МАТЬАВ.

Результаты и обсуждение

На рис. 1 приведены вариации стандартизованного показателя смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (/Ь) и самоубийств (/5) в г. Кировске за 1948—1997 годы. Видно, что между двумя кривыми существуют определенные различия. во-первых, наблюдается резкое увеличение уровня смертности в результате сердечно-сосудистых заболеваний с 1991 года (более чем в два раза по сравнению с 1948—1990 гг.), что, скорее всего, связано с социально-экономическими потрясениями этого периода («шоковая терапия», обнищание масс, безработица, неуверенность в будущем и др.). В максимуме (1996) кривой рис. 1а величина показателя (/Ь = 623) смертности почти в три раза превышает среднее значение за 1948—1990 годы (/Ь = 230). Во-вторых, следует отметить, что социально-экономические факторы не привели к заметному увеличению количества суицидов во временном интервале 1991 — 1997 годов (/5 = 43) по сравнению с предыдущим периодом (/5 = 35; увеличение составило лишь 20 %). Кроме того, в вариациях числа суицидов наблюдается периодичность, близкая к 11 -летнему циклу солнечной активности (см. рис. 1б).

10 -

_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Годы

Рис. 1. Вариации стандартизованного показателя смертности

на рис. 2 приведено сезонное распределение числа суицидов №. Сравнительный анализ не выявил каких-либо значительных различий в сезонных распределениях суицидов, совершенных мужчинами и женщинами. В 1948—1990 годах в этом распределении наблюдаются три отчетливых максимума: сдвоенный в марте — мае (р < 0,001), в июле (р < 0,001) и в октябре (р < 0,05) (см. рис. 2а). В период социально-экономических потрясений (1991 — 1997) вид кривой

некоторым образом изменился (исчез июльский максимум), но остались два равноден ственных — апрель (р < 0,001) и октябрь (р < 0,1) (см. рис. 2б).

10 5

01-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-

уу51 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4

3 2 1 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Месяцы

Рис. 2. Сезонное распределение в г. Кировске: а) числа суицидов

В сезонном распределении числа случаев смертности от сердечно-сосудистых заболеваний ЛЬ за 1948-1990 годы также наблюдается весенний максимум (март — апрель, р < 0,05) (рис. 3а). Присутствуют также два других максимума (равноденственный в октябре и июльский), но они не являются значимыми (см. рис. 3а). Основным отличием данного распределения от суицидального, как это следует из сравнительного анализа рис. 2а и 3а, является наличие значительного (р < 0,001) максимума в январе. В период 1991 — 1997 годов картина полностью изменяется (см. рис. 3б), из чего следует, что факторы социально-экономического характера, связанные с эпохой реформ в России, оказали значительное влияние на уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Этот вывод подтверждается также анализом рис. 1а.

С точки зрения природных условий неблагоприятные сезоны (октябрь — ноябрь и март — апрель) характеризуются частыми сменами погоды, интенсивными изменениями продолжительности светового дня и повышенной частотой геомагнитных возмущений (равноденственные максимумы геомагнитной активности) [17]. Сезонная зависимость присутствует также в корпускулярной активности Солнца [8]. В сезонном ходе геомагнитной активности существуют равноденственные максимумы (март — апрель и сентябрь — октябрь), а в июле в сезонном распределении наиболее интенсивных, имеющих планетарный

индекс Ap > 150 нТл, магнитных бурь появляется дополнительный максимум [ 17]. На рис. 2в и 3в приведено сезонное распределение наиболее интенсивных (Ap > 150 нТл) магнитных бурь N за исследуемый период (1948—1997). Видно, что все три максимума в распределении суицидов (два равноденственных и июльский) совпадают с пиками в распределении наиболее интенсивных магнитных бурь (см. рис. 2а), что подтверждает их геофизическую природу. Отсутствие июльского максимума в распределении суицидов за 1991 — 1997 годы можно объяснить достаточно редким появлением магнитных бурь такой интенсивности (Ap > 150 нТл), что снижает вероятность их наблюдения в относительно небольшом (несколько лет) временном интервале [17].

в сезонном распределении числа случаев смертности от сердечно-сосудистых заболеваний за 1948— 1990 годы также присутствуют два равноденственных и июльский максимумы, совпадающие с пиками в распределении количества мощных (Ap > 150 нТл) магнитных бурь, но они не являются значимыми (см. рис. 3а). В сезонном распределении после 1991 года эти максимумы практически исчезают (см. рис. 3б). В то же время наличие значительного (р < 0,001) максимума в январе трудно связать с проявлением геомагнитной активности. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что влияние геомагнитной возмущенности на уровень смертности от сердечно-сосудистых заболеваний присутствует, но не является существенным. Преобладающее воздействие оказывают факторы социально-экономического характера, а также другие внешние факторы неизвестного происхождения (максимум в январе).

Как уже отмечалось выше, бимодальное распределение с равноденственными максимумами в марте — апреле и сентябре — октябре характерно для распределения магнитных бурь средней (Ар > 50 нТл) интенсивности [17]. Последние исследования свидетельствуют также о наличии дополнительного максимума в июле в сезонном распределении наиболее интенсивных (Ap > 150 нТл) магнитных бурь [17].

Что касается второго пика (май) в весеннем равноденственном максимуме в распределении суицидов (см. рис. 2а), то, возможно, он связан с другим космофизическим агентом, например солнечным корпускулярным излучением. Как известно, сезонная зависимость существует также и в годовом ходе корпускулярной активности Солнца [8]. Для проверки этого предположения было построено распределение по сезонам числа солнечных протонных событий n за 1948—1997 годы (рис. 4). Данные о протонных событиях взяты из работы [7], а также на сайте ИНТЕРНЕТ [ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_ DATA]. Из рис. 4 видно, что в сезонном распределении протонных событий существует некоторый максимум в мае (р < 0,05), который также прослеживается и в распределении суицидов по сезонам за 1948— 1990 годы (см. рис. 2а). О влиянии протонных событий на уровень смертности в результате сердечно-сосу-

дистых заболеваний и суицидов сообщалось в работах [28, 29]. Результаты наших исследований [4, 13] также свидетельствуют о том, что значительная часть (более 40 %) протонных событий сопровождается ростом числа внезапных заболеваний сердечно-сосудистого типа и нервно-психических расстройств в высоких широтах (арх. Шпицберген).

120 100

Рис. 3. Сезонное распределение в г. Кировске: а) числа сердечно-сосудистых заболеваний с фатальным исходом за 1948 — 1990 годы; б) числа таковых за 1991 — 1997 годы; в) числа наиболее интенсивных

В качестве наиболее вероятных космофизических факторов, воздействующих на организм человека, рассматриваются электромагнитные излучения (ЭМИ). Одним из возможных, на наш взгляд, механизмов воздействия наиболее вероятно является способность солнечных протонных событий и рентгеновских вспышек влиять на состояние ионосферы и таким образом изменять частотные характеристики «шумановских резонансов» [24, 25]. Электромагнитные колебания в частотном интервале (5-60 Гц), или «шумановские резонансы», представляют собой собственные колебания резонатора Земля — ионосфера [14]. Как известно, спектр биоэлектрической активности головного мозга человека подразделяется на основные ритмы: дельта-ритм (0,5—3,5 Гц), тета-ритм (4—7 Гц), альфа-ритм (8—13 Гц) и бета-ритм (14—22 Гц и выше) [9]. При взаимодействиях резонансного характера может происходить синхронизация ритмов биоэлектрической активности мозга с вариациями геомагнитного поля или электрического поля атмосферы. В частотном диапазоне 0,2—5 Гц регистрируются возмущения магнитного поля Земли, так называемые геомагнитные пульсации Рс1, или «жемчужины» [11]. В высоких широтах интенсивность и количество геомагнитных возмущений и пульсаций увеличивается в широком

частотном диапазоне, особенно в связи с внезапным началом геомагнитных бурь [26]. Считается, что в спокойных гелиогеофизических условиях частоты изменений биопотенциалов мозга находятся в пределах частот «шумановских резонансов» и любое изменение ионосферных параметров и, как следствие, амплитудно-частотных характеристик «шумановских резонансов» может повлечь за собой нарушения в работе центральной нервной системы [2].

П 50-т-Т-Т-1-Т-Т-Т-Т-Т-Т-

40 -

10 -

о'—'—1—1—1—1—1—1—1—1—1—

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Месяцы

Рис. 4. Распределение по сезонам числа солнечных протонных событий (а) за 1948—1997 годы

Другим важным свойством ЭМИ, установленным экспериментально, является его способность влиять на секрецию одного из основных гормонов — мела-тонина (гормон шишковидной железы, или эпифиза) — одного из важнейших регуляторов иммунной системы и биологических ритмов у животных и человека [1, 23, 30]. Мелатонин также выполняет функции поглотителя свободных радикалов и антиоксиданта в организме [23]. Свободные радикалы, являясь продуктами обмена веществ в организме и следствием его взаимодействия с вредными факторами окружающей среды (ионизирующая радиация, химические препараты и др.), играют важную инициирующую роль в механизмах канцерогенеза и старения [23]. Возможно, в высоких широтах в условиях полярного дня и полярной ночи геомагнитные возмущения, имеющие хорошо выраженный суточный ход, выполняют роль внешнего синхронизатора биологических процессов в организме человека посредством воздействия на продукцию мелатонина [ 1, 30]. Большое количество работ посвящено влиянию ЭМИ на изменение внутриклеточной концентрации ионов кальция, что может приводить к увеличению содержания свободных радикалов [27] и, как следствие, увеличивать степень повреждающего действия канцерогенных веществ на клетки [2].

Сезонные эффекты в распределении суицидов исследовались в различных регионах мира [15, 16, 18—21, 29]. По результатам проведенных исследований можно сделать вывод, что бимодальный характер распределения суицидов с двумя равноденственными максимумами, характерными для распределения геомагнитных возмущений, наблюдается в основном в северных широтах и увеличивается с широтой [20, 21]. В средних широтах бимодальный характер в распределении суицидов или слабо выражен [ 16], или трансформируется в распределение с одним весенним максимумом [15, 19]. Данный вывод подтверждает

результат нашего исследования и указывает на геофизическую обусловленность равноденственных пиков в распределении числа суицидов в высоких широтах. Отсутствие дополнительного летнего максимума в июле, который был зафиксирован по нашим данным, объясняется сравнительно малым периодом наблюдений.

Сезонное распределение количества смертельных случаев от инфарктов миокарда и мозговых инсультов в средних широтах (г. Москва) исследовалось в работе [3]. Согласно приведенным данным максимальная смертность от заболеваний сердечно-сосудистой системы зафиксирована в январе [3], что подтверждается также и нашим результатом (см. рис. 3а). Авторы [3] объясняют этот факт «световой» или «ультрафиолетовой» недостаточностью в зимний сезон года в большинстве районов России, что оказывает отрицательное влияние на обмен веществ в организме человека. Возможно, этот фактор усиливается пагубным действием на здоровье человека избытка искусственного освещения в это время, которое, как известно, снижает продукцию мелатонина в организме [23]. По результатам исследований, проведенных Т. К. Бреус [ 1 ], выявлена максимальная биотропность сильных планетарных магнитных бурь в отношении инфарктов миокарда и инсультов головного мозга. Показано также, что магнитная буря оказывает слабые вегетативные влияния на регуляцию сердечного ритма и сосудистого тонуса у здоровых людей, и необратимые последствия таких влияний могут наблюдаться только у больных, перенеших инфаркт миокарда и инсульты головного мозга, а также у группы людей, находящихся в состоянии значительного дополнительного стресса (космонавты в состоянии невесомости) [1].

Результаты проведенных исследований указывают на геофизическую обусловленность сезонных эффектов в распределении суицидов в высоких широтах. Подтверждением данного вывода могут служить результаты обнаружения сезонных вариаций в сердечно-сосудистых патологиях и в различных индексах, характеризующих состояние человеческой крови, а также в тестах Пиккарди [2, 10]. Причем, в случае физико-химических тестов эта закономерность не может быть сведена к сезонным вариациям обычных метеорологических параметров, так как не была найдена корреляция между показаниями тестов и окружающей температурой [10].

Таким образом, в ходе анализа динамики смертности по данным г. Кировска за период 1948 — 1997 годов были сделаны следующие выводы:

1. В сезонном распределении числа суицидов существуют три максимума: март — май (р < 0,001), июль (р < 0,001) и октябрь (р < 0,05), совпадающие с максимумами в распределении наиболее интенсивных (Ар > 150 нТл) магнитных бурь. Увеличение количества суицидов в мае, возможно, связано также с солнечными космическими лучами.

2. Факторы социально-экономического значения не оказывают существенного воздействия на динамику суицидов. В период реформ в России 1991 — 1997 годов уровень суицидов повысился на 20 %,

а зависимость от сезона приобрела форму бимодального распределения, характерного геомагнитным возмущениям средней (Ap > 50 нТл) интенсивности.

3. В распределении числа смертей по причине заболеваний сердечно-сосудистой системы вклад вариаций геомагнитной активности не является значительным, преобладающее воздействие оказывают социально-экономические факторы. Выявлен зимний максимум (р < 0,001), природа которого пока неизвестна.

Список литературы

1. Бреус Т. К. Биологические эффекты солнечной активности / Т. К. Бреус // Природа. - 1998. - № 2.

- С. 76-88.

2. Владимирский Б. М. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу / Б. М. Владимирский, Н. А. Тему-рьянц. - М. : Изд-во МНЭПУ, 2000. - 374 с.

3. Данилов Ю. Е. Сезонные изменения в климате и человек / Ю. Е. Данилов, Е. Ф. Полежаев, В. Ф. Овчарова // Природа. - 1971. - № 1. - С. 122-125.

4. Еникеев А. В. Исследование воздействия гелиогео-физической активности на практически здоровых людей, работающих в полярной шапке (арх. Шпицберген) / А. В. Еникеев, Е. А. Касаткина, А. В. Храмов, О. И. Шумилов // Вестник новых медицинских технологий. - 2007.

- Т. 15. - С. 63-65.

5. Ефремов В. С. Основы суицидологии / В. С. Ефремов.

- СПб. : Диалект, 2004. - 480 с.

6. Зиновьев С. В. Суицид. Попытка системного анализа / С. В. Зиновьев. - СПб. : Сотис, 2002. - 144 с.

7. Левицкий Л. С. Каталог вспышек с космическими лучами, поглощение в полярной шапке и всплески солнечного радиоизлучения в сантиметровом диапазоне / Л. С. Левицкий // Изв. Крымской астрофизической обсерватории. - 1970. - Т. 41-42. - С. 203-229.

8. Мустель Э. Р. О реальности воздействия солнечных корпускулярных потоков на нижний слой земной атмосферы / Э. Р. Мустель. - М.,1970. - 65 с.

9. Осовец С. М. Электрическая активность мозга: механизмы и интерпретация / С. М. Осовец, Д. А. Гинзбург, И. Гурфинкель // Успехи физических наук. - 1983. -Т. 141. - С. 103-149.

10. Пиккарди Дж. Химические основы медицинской климатологии / Дж. Пиккарди. - Л. : Гидромет, 1967. - 95 с.

11. Пудовкин М. И. Возмущения электромагнитного поля Земли. Ч. II : Короткопериодические колебания геомагнитного поля / М. И. Пудовкин, О. М. Распопов, Н. Г. Клейменова. - Л., 1976. - 271 с.

12. Серпов В. Ю. Особенности динамики суицидов под влиянием космофизических факторов / В. Ю. Серпов, А. С. Степанова, А. В. Храмов, И. И. Черниченко // Экология человека. - 2006. - № 6. - С. 9-12.

13. Шумилов О. И. Гелиомагнитная активность и уровень экстремальных ситуаций в полярной шапке / О. И. Шумилов, Е. А. Касаткина, О. М. Распопов // Биофизика. - 1998. - Т. 43. - С. 721-726.

14. Barr R, Jones D. L, Rodger C. J. // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. - 2000. - Vol. 62. - P. 1689-1718.

15. Berk M., Dodd S., Henry M. // Bioelectromagnetics.

- 2006. - Vol. 27. - P. 151-155.

16. Erazo N., Baumert J., Ladwig K. H. // J. Affect. Disord. - 2004. - Vol. 78. - P. 1-9.

17. Gonzalez A. L. C, Silbergleit V. M., Gonzalez W. D, Tsurutani B. T. // Adv. Space Res. - 2002. - Vol. 30. -P. 2215-2218.

18. Halberg F., Cornelissen G., Panksepp J. et al. // Biomedicine & Pharmacotherapy. — 2005. — Vol. 59. — P. 100-108.

19. Heerlein A., Valeria C., Medina B. // Psychopathology.

- 2006. - Vol. 39. - P. 75-79.

20. Lahti A., Rasanen P., Karvonen K. et al. // Neuropsychobiology. - 2006. - Vol. 54. - P. 140-146.

21. Partonen T., Haukka J., Viilo K. et al. // J. Affective Disorders. - 2004. - Vol. 78. - P. 11-19.

22. Pompili M., Lester D., Iliceto P. et al. // The American Heart Hospital Journal. - 2007. - Vol. 5. - P. 103-106.

23. Reiter R. J. // Rev. Environ. Health. - 1994. - Vol. 10. - P. 171-186.

24. Roldugin V. C., Maltsev Y. P., Petrova G. A., Vasiljev A. N. J. // Geophys. Res. - 2001. - Vol. 106. -P. 18555-18562.

25. SchlegelK., FullekrugM. J. // Geophys. Res. - 1999.

- Vol. 104. - P. 10111-10117.

26. Shumilov O. I., Kasatkina E. A., Raspopov O. M. et al. // J. Geophys. Res. - 1996. - Vol. 101. - P. 17355-17363.

27. Stevens R. G., Davis S. // Environ. Health Perspect.

- 1996. - Vol. 106. - P. 135-140.

28. Stoupel E., Abramson J., Domarkiene S. et al. // Int. J. Biometeorol. - 1997. - Vol. 40. - P. 113-116.

29. Stoupel E., Kalediene R., Petrauskiene J. et al. // Crisis. - 2005. - Vol. 26. - P. 85-89.

30. WeydahlA., SothernR. B., Cornelissen G., WetterbergL. // Biomed. Pharmacother. - 2001. - Vol. 55. - P. 57-62.

COMPARATIVE ANALYSIS OF HELIOGEOPHYSICAL AND SOCIOECONOMIC FACTOR ACTIONS ON THE SUICIDE OCCURRENCE AND CARDIOVASCULAR MORTALITY LEVEL

E. A. Kasatkina, O. I. Shumilov, A. V. Enykeev, *A. V. Chramov

Institute of North Industrial Ecology Problems, Kola

Science Centre RAS, Apatity

*Baltic State Technical University, St. Petersburg

The influence of heliogeophysical and socioeconomic factors on suicides and cardiovascular mortality in Murmansk region has been studied using the long-term (1948-1997) data of medical statistics. The following patterns have been revealed. In the seasonal distribution of suicide occurrence there are three maxima (March-May (р<0.001), July (р<0.001) and October (р<0.05)) coinciding with maxima in the distribution of the more intensive (Ap>150 nT) geomagnetic storms. Socioeconomic factors do not show essential impact on suicide rate. Contribution of geomagnetic activity to the distribution of cardiovascular deaths seems to be not significant, socioeconomic factors are predominant, the winter maximum of unknown nature has been revealed.

Key words: suicides, cardiovascular diseases, heliogeophysical factors, magnetic storms.

Контактная информация:

Шумилов Олег Иванович - доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, зав. лабораторией глобальных изменений окружающей среды Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, г. Апатиты

Тел. (81555) 7-97-03; е-mail: oleg@aprec.ru

Статья поступила 11.03.2008 г.