The impact of concentration of PM2.5 on number of hospitalizations due to exacerbation of cardiovascular diseases

Wstęp: Badania przeprowadzone w ostatnich latach udowodniły wzrost liczby hospitalizacji z powodu zaostrzeń chorób układu krążenia po ekspozycji na zanieczyszczenia atmosfery w tym pył zawieszony frakcji drobnej. Najsilniejsza zależność dotyczyła choroby niedokrwiennej serca, niewydolności krążenia, zaburzeń rytmu serca oraz zatrzymania krążenia. Ponadto wykazano zwiększenie śmiertelności z powodu chorób układu sercowo-naczyniowego po narażeniu na wysokie stężenia pyłu zawieszonego. Cel: Głównym celem pracy pt.: „Wpływ stężenia PM2.5 na liczbę hospitalizacji z powodu zaostrzenia chorób układu krążenia” była ocena zależności pomiędzy zmianą poziomu pyłu zawieszonego PM2.5 w powietrzu a zaostrzeniem wybranych chorób układu krążenia, które wymagają hospitalizacji w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym: niewydolności serca, nadciśnienia tętniczego, choroby niedokrwiennej serca i zawału mięśnia sercowego oraz udaru niedokrwiennego mózgu. Materiały i metody: Niniejszym badaniem objęto 6927 pacjentów przyjętych w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym Szpitala Miejskiego Specjalistycznego im. Gabriela Narutowicza w Krakowie, w okresie od 01.01.2014r. do 31.12.2016r. z pierwszymi postawionymi rozpoznaniami I10/I11.9, I50.0/I50.9, I63.3., I20.0/I21.9, z czego 3830 stanowiły kobiety a 3097 mężczyźni. Natomiast dane o poziomach pyłu zawieszonego PM2.5 pobrano z portalu Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie i pochodziły z pomiarów automatycznych ze stacji na Alei Krasińskiego w Krakowie. Wykonano analizę podstawowych statystyk opisowych posiadanych danych wraz z testami Kołomogorowa-Smirnowa, analizy korelacji rangowej ρ Spearmana, testy U Manna-Whitneya oraz dwuczynnikowe analizy wariancji w schemacie międzygrupowym.Wyniki: W trakcie badania wykazano istnienie istotnej statystycznie różnicy pomiędzy liczbą pacjentów przyjmowanych w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym w dni, w których jest utrzymana i przekroczona wartość dopuszczalna pyłu PM2.5 w powietrzu (25μg/m3) dla nadciśnienia tętniczego we wszystkich badanych okresach czasu od ekspozycji oraz dla niewydolności krążenia w przypadku dwudniowego przesunięcia. Dla choroby niedokrwiennej serca i zawału mięśnia sercowego oraz udaru niedokrwiennego mózgu nie wykazano istotnych statystycznie różnic w liczbie pacjentów. Udowodniono również istnienie istotnej statystycznie, dodatniej korelacji pomiędzy stężeniem pyłu PM2.5 a nadciśnieniem tętniczym w dniu ekspozycji oraz z przesunięciem jedno- i dwudniowym; istotnej statystycznie, dodatniej korelacji z niewydolnością krążenia z jedno- i dwu-dniowym przesunięciem; istotnej statystycznie, ujemnej korelacji z występowaniem udaru niedokrwiennego mózgu w dniu ekspozycji oraz brak związku z chorobą niedokrwienną serca i zawałem mięśnia sercowego.Wnioski: Wzrost stężenia pyłu zawieszonego PM2.5 prowadzi więc do zwiększania liczby przyjęć pacjentów w Szpitalnych Oddziałach Ratunkowych i Izbach Przyjęć, zgłaszających się z powodu schorzeń kardiologicznych, takich jak nadciśnienie tętnicze i niewydolność krążenia. Zgodnie z uzyskanymi wynikami należy kłaść nacisk na uświadamianie społeczeństwa o szkodliwości pyłu frakcji drobnej oraz niekorzystnym wpływie jaki wywiera na zdrowie, a także na informowanie grup najbardziej narażonych na jego działanie o konieczności unikania przebywania w miejscach gdzie stężenie PM2.5 jest wysokie.Background: A lot of research which was made over recent years showed that the number of hospitalizations due to exacerbation of cardiovascular disease is raising after exposure of air pollutions including fine dust. The most significant dependence concerned ischemic heart disease, heart failure, cardiac arrhythmia and cardiac arrest. Also they proved increasing mortality because of cardiovascular system’s diseases after exposure to high concentration of particulate matter. Objective: The main aim of the thesis “The impact of concentration of PM2.5 on number of hospitalizations due to exacerbation of cardiovascular diseases” was assessment of dependence between change of PM2.5 concentration in the air and exacerbation of selected cardiovascular diseases, which required hospitalization in Emergency Department: heart failure, hypertension, ischemic heart disease and myocardial infarction and ischemic stroke.Materials and methods: This thesis covered 6927 (3830 women and 3097 men) patients who were admitted to Emergency Department of Szpital Miejski Specjalistyczny im. Gabriela Narutowicza in Cracow in the period of time from 01 January 2014 to 31 December 2016, with first diagnosis I10/I11.9, I50.0/I50.9, I63.3., I20.0/I21.9. Data about particulate matter PM2.5 came from website of Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska in Cracow and was an effect of automatic measurements of measuring station from Aleja Krasińskiego in Cracow. The analysis of basic, descriptive statistic, Kolomogrov-Smirnov’s test, Spearman’s rank correlation, U Mann-Whitney’s test and bi-factor analysis of variation in intergroup scheme were done to answer the posed questions.Results: Finally thesis showed existence of statistically significant difference between number of patients admitted to Emergency Department between days with maintained and exceeded acceptable concentration of PM2.5 (25μg/m3) for hypertension in all tested time periods since exposition and for heart failure at a 2-day lag. For ischemic stroke, ischemic heart disease and myocardial infarction there was no statistically significant difference. Moreover thesis proved that positive statistically significant correlation between concentrate of PM2.5 and hypertension exist in the day of exposition, 1-day lag and 2-day lag. The same dependence received for heart failure at a 1-day lag. and 2-days lag. There were no correlation between concentration of PM2.5 and ischemic heart disease and myocardial infarction and correlation between concentration of PM2.5 and ischemic stroke in the day of exposition was statistically significant and negative. Conclusions: The increase in concentration of PM2.5 leads to enhancement of number of patients’ admissions in Emergency Departments and Emergency Rooms because of cardiovascular diseases: hypertension and heart failure. In compliance with the achieved results the emphasis on awareness of harmfulness of fine dust and its negative influence to health should be placed. Also vulnerable groups should be informed that avoiding places with high concentration of PM2.5 is required