Введение
Актуальность темы. В связи с хозяйственной деятельностью человека, развитием массового туризма и другими формами систематических контактов с природой повышается риск заражения людей природноочаговыми инфекциями.
В настоящее время в различных ландшафтных зонах Западной Сибири распространено двенадцать инфекций с природной очаговостью.
В медико-географических исследованиях основное внимание уделяется поиску пространственных закономерностей в изменении показателей здоровья населения в связи с региональными особенностями климата и ландшафт-но-эпидемиологической ситуации. При этом увеличивается роль карт, отображающих различные процессы и явления в системе «окружающая среда —> здоровье населения».
Большой вклад в развитие медико-географического картографирова-ния, в частности, природноочагового, внесли Бяков В.П., Вершинина Т.А., Вершинский Б.В., Игнатьев Е.И., Коренберг Э.И., Кузьминова Р.Г., Кучерук В.В., Лебедев А.Д., Маликов Б.Н., Малахазова СМ., Максимова Л.В., Панфилова С.С., Прохоров Б.Б., Райх Е.А., Ротанова И.Н., Рященко СВ., Сочава В.Б., Трофимович Е.М., Фельдман Е.С, Хлебович И.А., Шоцкий В.П., Шошин А.А. и др.
Все ранее изданные карты природноочаговых инфекций в основном составлены в мелком масштабе, и по своему характеру являются аналитиче-скими, достаточно приближенно отражающими лишь ареалы распространения очаговых инфекций. В основном это карты из атласов различных регионов, а также карты-врезки на комплексных экологических картах.
Большинство картографических исследований в отношении природноочаговых болезней до настоящего времени проводились без учёта комплексной характеристики территории. Объектом изучения являлась не территория, а болезнь в связи с распространением и структурой её очагов. Причина же
явления оставалась неотражённой. Поэтому одним из актуальных направлений в медико-географическом картографировании является составление карт природноочаговых инфекций, учитывающих природные факторы, влияющие на пространственное распространение вируса данной болезни. К числу основных инфекций относится клещевой энцефалит (КЭ) - одна из актуальнейших проблем инфекционных патологий на большей части территории Сибири.
На заболеваемость клещевым энцефалитом влияет целый ряд природных и социальных факторов. К числу природных факторов (ПО) относится резкая активизация природных очагов этих инфекций, расширение ареалов иксодовых клещей, возрастание численности диких млекопитающих - про-кормителей клещей.
Среди социальных факторов необходимо отметить значительно возросшую интенсивность контактов населения с клещами из-за расширения индивидуального садоводства и огородничества, выездов в лес.
Эпидемиологический фон по клещевому энцефалиту в Новосибирской области отличается напряженностью, что обуславливает актуальность исследований этой проблемы.
Целью исследований является разработка научно-методических основ выявления природных очагов болезней на примере клещевого энцефалита картографическим методом.
Для достижения этой цели поставлены и решены следующие основные задачи:
- проведён анализ отдельных ландшафтных компонентов и выявлена их роль в формировании нозоареала клещевого энцефалита. Определены закономерности его географического распространения;
- разработаны методические положения создания карт природных очагов инфекций на примере клещевого энцефалита с применением комплек-сирования природных факторов на одну географическую основу;
9 - предложен классификатор природных очагов переносчика вируса
клещевого энцефалита;
- разработана легенда карты распространения природных очагов клещевого энцефалита;
- выявлены сочетания элементов географической среды, являющиеся основой для выделения зон с различной степенью опасности заражения и влияющие на формирование природных очагов клещевого энцефалита;
- разработана технология создания карт распространения природных очагов инфекций на примере клещевого энцефалита с применением компьютерных технологий.
Объект и предмет исследований. Объектом диссертационного исследования является обеспечение органов санитарно-эпидемиологического надзора оперативной картографической информацией для проведения профилактических мероприятий в зонах повышенной эпидемиологической опасно-д сти.
Предметом исследований является разработка научно-методических основ выделения природноочаговой инфекции картографическим способом на примере составления карт клещевого энцефалита Новосибирской области.
Методы и средства исследований. Методологической основой в исследованиях данной работы является применение системного подхода, различных способов и приёмов картографического метода исследований, основ ландшафтно-эпидемиологического районирования. Влияние элементов природных факторов географической среды анализируется на основе комплекс-ной карты. Изучен и обработан материал по медицинской географии, а также данные санэпиднадзора, гидрометеорологической службы и лесного хозяйства.
Фактический материал исследований. Выполнение диссертационной работы основано на реальных данных, отражающих заболеваемость населения клещевым энцефалитом, связанную с напряжённой эпидемиологической Л ситуацией в Новосибирской области. При этом в работе использовались на-
6
учные исследования Омского ЫИИ природноочаговых инфекций, статистические данные Новосибирского центра санэпиднадзора, Новосибирского управления лесами, материалы Западно-Сибирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Научная новизна диссертационной работы:
- разработана классификация природноочаговых карт, в основу которой положено их назначение;
- разработаны научно-методические основы составления карт природноочаговых инфекций методом комплексирования отдельных элементов природной среды на одну географическую основу с последующим выделением зон с различным риском заражения;
- предложена методика оценки риска заражения клещевым энцефалитом с учётом ландшафтно-климатических факторов, обеспечивающая районирование территорий для дифференцированного подхода к профилактиче- ским мероприятиям по клещевому энцефалиту в системе санэпиднадзора;
- впервые составлена и издана карта распространения очагов клещевого энцефалита в Новосибирской области в масштабе 1 : 750 000;
- предложена компьютерная технология составления карт клещевого энцефалита, позволяющая оперативно отслеживать ситуацию при возникновении чрезвычайного положения во время эпидемии. По этой технологии составлена карта очагов клещевого энцефалита в Тогучинском районе Новосибирской области в масштабе 1 : 200 000.
На защиту выносятся:
- классификация карт природноочаговых инфекций по назначению;
- методические подходы к оценке риска заражения клещевым энцефалитом в Новосибирской области и районирование по нему для обоснования профилактических мероприятий;
- методические основы составления карт границ очагов природной инфекции способом комплексного картографирования и выделения зон при- родных очагов, дифференцируемых по степени риска заражения;
7
- карта распространения очагов клещевого энцефалита в Новосибирской области масштаба 1 : 750 000;
- технологическая схема создания карт распространения клещевого энцефалита с использованием геоинформационных систем.
Практическая ценность работы состоит:
- в реализации возможности выявления очагов и картографирования клещевого энцефалита на территории Новосибирской области;
- разработанные методические основы составления карт очагов клещевого энцефалита можно применять для создания карт других природно-очаговых инфекций;
- создание карты распространения клещевого энцефалита в Новосибирской области
Такие карты значимы:
- для проведения дифференцированных профилактических мероприятий, как на территориях, так и среди населения;
- для прогнозирования вспышек клещевого энцефалита;
- для принятия оперативных решений при возникновении эпидемиологической опасности по клещевому энцефалиту.
Реализация результатов работы.
Практическое использование результатов диссертационных исследований осуществлено в рамках госбюджетной научно-исследовательской работы «Теоретические исследования и разработка методических основ выявления природных очагов переносчиков вирусов опасных природноочаговых болезней картографическим способом с использованием ГИС-технологий» (№ГР 02 2005. 02731).
Теоретические и методические разработки реализованы в виде составленной и изданной тиражом 5000 экземпляров карты природных очагов клещевого энцефалита в Новосибирской области в масштабе 1 : 750 000.
Создан электронный вариант карты распространения очагов клещевого энцефалита в Тогучинском районе Новосибирской области.
8
Результаты диссертационной работы внедрены в Новосибирском НИИ гигиены и в Территориальном управлении Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Новосибирской области.
Изданные карты используются органами здравоохранения для планирования и проведения профилактических и противоэпидемиологических мероприятий, а также в целях прогнозирования.
Разработанные методики и карты используются в учебном процессе Сибирской государственной геодезической академии по курсу «Экологическое картографирование».
Акты внедрения прилагаются.
Апробация работы. Основные положения и результаты практических работ представлены на:
- международной выставке «Интергео-2001», Кёльн, Германия, 2001;
- на международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию СГТА, Новосибирск, 2003;
- на LIV научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России, Новосибирск, 2003;
- на научном конгрессе «Гео-Сибирь-2005», Новосибирск 2005. Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 11 научных
работ (без соавторов).
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка использованных источни-ков, включающего 116 наименований (из них 4 на иностранном языке). Общий объём работы составляет 181 страница (объём основного текста - 162 страницы), 22 рисунка, 6 приложений.
Автор выражает глубокую признательность доктору технических наук, профессору кафедры экологии и природопользования СГГА Трубиной Л.К., доктору технических наук, профессору, заведующему кафедрой картографии и геоинформатики СГТА Лисицкому Д.В., доктору медицинских наук, про-
9
фессору, главному научному сотруднику ФГУН «Новосибирский НИИ гигиены» Роспотребнадзора Трофимовичу Е.М., доктору медицинских наук, профессору, заместителю директора Омского НИИ природноочаговых инфекций Ястребову В.К., кандидату технических наук, профессору кафедры картографии и геоинформатики СГГА Топчилову М.А., кандидату экологических наук, ведущему научному сотруднику ФГУН «Новосибирский НИИ гигиены» Роспотребнадзора, доценту кафедры экологии и природопользования СГТА Кремеру М.А., кандидату технических наук, доценту кафедры картографии и геоинформатики СГТА Комисаровой Е.В., кандидату технических наук, доценту кафедры картографии и геоинформатики СГГА Пошивайло Я.Г., инженеру НИС лаборатории компьютерной графики СГТА Мушичу К.В., коллективу кафедры картографии и геоинформатики СГТА.
За научную, техническую и организационную помощь автор благодарит ФГУН «Новосибирский НИИ гигиены» Роспотребнадзора, Территориальное управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Новосибирской области, Омский НИИ природноочаговых инфекций.
10
1. ПРИРОДНООЧАГОВЫЕ ИНФЕКЦИИ КАК ОБЪЕКТ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
1.1 Основные понятия о природной очаговости болезней человека
Эпидемиологическая концепция о природе как об источнике заражения человека возбудителями различного характера, основанная на развернутых примерах четырех болезней инфекционной и паразитарной этиологии (клещевой энцефалит, клещевой возвратный тиф, туляремия и кожный лейшма-ниоз или пендинская язва) впервые была сформулирована академиком Павловским Е.Н. в докладе на Общем собрании Академии наук СССР 29 мая 1939 года. Дальнейшее развитие учения о природной очаговости Павловским Е.Н., его учениками и последователями показало, что оно имеет не только медицинское, но и общебиологическое значение. Оно послужило и служит ключом к раскрытию происхождения и эволюции многих болезней с природной очаговостью и получило мировое признание [1].
Уже давно стали накапливаться сообщения о заболеваниях людей различными болезнями, случавшихся в различных зонах — в тайге, степях, пустынях. Имеются в виду не те болезни, которыми человек может заболеть в любом месте, но заболевания, свойственные определенной местности, которым люди подвержены на определенных территориях. Такие заболевания получили название эндемичных, то есть свойственных данному месту, территории, стране. Такие заболевания, в зависимости от обстоятельств, бывали одиночными или поражали целые коллективы людей. Например, в полупустыне Средней Азии, по берегам реки Мургаба в Туркмении, целые полки в XIX столетии почти поголовно заболевали восточной язвой. Она широко распространена и в тропических странах востока [2].
В начале XX века стали поступать сведения о тяжелых и, по-видимому, инфекционных заболеваниях с поражением головного мозга у людей, проникавших в нетронутую человеком дикую тайгу. Этой болезнью заболевали ле-
11
сорубы, топографы, рабочие по прокладке дорог и жители близких к тайге селений, которые возникали на вырубках. Для приведенных примеров заболеваний людей в природных условиях весьма характерно: приуроченность заболеваний к определенным географическим ландшафтам (полупустыня, тайга) и сезонность болезней (теплое время года, весна и начало лета) [3, 4].
Сущность явлений, при которых заболевания происходили в условиях природы, требовала для своего объяснения хотя бы предварительного, принятия некоторых предпосылок или рабочих гипотез [4].
В безлюдных местностях исключается возможность заражения человека от человека, поэтому источник заболевания следует искать среди животных соответствующих мест. В природе различных географических ландшафтов, очевидно, должны существовать:
1) возбудители болезни, относящихся к группе трансмиссивных, т.е. распространяемых путем передачи возбудителей через посредничество переносчиков — главным образом кровососущих насекомых и клещей;
2) животные, которые бывают «дарителями» или «донорами» возбудителей этих болезней для переносчиков;
3) сами переносчики — те виды кровососущих клещей или насекомых, которые передают полученного ими от донора возбудителя восприимчивым животным, или восприемникам (реципиентам) [2, 5].
Реципиентом возбудителя при определенных условиях может быть и человек.
Личные исследования, полевые и экспериментальные работы, анализ медицинской, ветеринарной и биологической научной литературы — все это привело Павловского Е.Н. к построению учения о природной очаговости трансмиссивных болезней [6].
Большая часть трансмиссивных болезней характеризуется тем, что их возбудители передаются только переносчиками (желтая лихорадка и комары, малярия и комары Anopheles, клещевой энцефалит и клещ Jxodes persulcatus и др. иксодовые клещи и т.д.) [8].
12
Для ряда трансмиссивных болезней характерно то, что источники заболеваний или очаги существуют в природе, не тронутой человеком. Очаги таких болезней называются природными, а соответствующие болезни - при-родноочаговыми [8].
То, что называется природной очаговостью трансмиссивных болезней, характеризуется следующими чертами:
а) существование любой трансмиссивной болезни зависит от последовательного перехода ее возбудителя из организма животного - донора в организм переносчика. Переход этот обычно происходит при сосании крови донора переносчиком, который в дальнейшем передает возбудителя животному восприемнику, или реципиенту, обычно также при сосании его крови; зараженный реципиент, в свою очередь, может стать донором для свежей партии переносчиков и т.д.
Таким образом, происходит «циркуляция» возбудителя болезни из организма в организм той же или другой популяции природноочаговой болезни
И-
б) такая циркуляция происходит лишь при условиях внешней среды, благоприятствующих этому процессу (например, определенная температура).
Природный очаг болезни существует в условиях определенного климата, определенной местности, почвы и благоприятного микроклимата тех мест, в которых ютятся переносчики, доноры и реципиенты возбудителя. Другими словами, природный очаг болезни свойственен определенному географическому ландшафту, например ландшафту тайги определенного ботанического состава, ландшафту жаркой песчаной пустыни, ландшафту степей и т.д., т.е. является биогеоценозом [2].
Природные очаги некоторых болезней бывают в разных по характеру географических ландшафтах, в которых они связаны с определенными характерными биотопами (т.е. местами жизни) [3,9].
13
В настоящее время к природноочаговым болезням можно отнести следующие: особоопасные инфекции (чума, туляремия), клещевой и японский энцефалиты, клещевые спирохетозы, клещевой риккетсиоз, кожный лейшма-ниоз пустынной формы, лимфоцетарный хорпоменингит, геморрагические лихорадки, нефрозо-нефрит, бруцеллез, бешенство, псевдотуберкулез и др.; из гельминтозов - описторхоз и дифиллобатриоз, трихинеллез и др. [9, 10].
Природные очаги трансмиссивных болезней могут оставаться необнаруженными неограниченно долгое время. Проявляются они тогда, когда на их территорию проникают неимунные к возбудителю соответствующей болезни люди во время валентного состояния очага. Валентное состояние очага определяется сезоном нахождения в нем голодных, зараженных возбудителем переносчиков, например, перезимовавших иксодовых клещей в инфицированном состоянии [11].
Итак, природным очагом трансмиссивных болезней является биотоп, или участок на территории определенного географического ландшафта, заселенный комплексом животных, образующих биоценоз; видовые и межвидовые отношения среди сочленов биоценоза обеспечивают при наличии благоприятного микро- и макроклимата непрерывную циркуляцию возбудителя болезни среди сочленов биоценоза природного очага болезни. Благодаря непрерывности циркуляции возбудителя природный очаг и держится [12].
Природный очаг болезни существует при сохранении целостности биоценоза, вмещающий его территории, при наличии благоприятного микроклимата все то время, когда непрерывно идет циркуляция возбудителя болезни между ведущими сочленами биоценоза. Природный очаг болезни перестает существовать в следующих случаях:
- когда из состава биоценоза выпадают ведущие его сочлены и прекращается циркуляция возбудителя болезни;
— неблагоприятно изменяется территория очага (осушение или обводнение местности);
14
- разрушается его геоморфологическое вместилище (распахивание и уничтожение нор и других биотопов);
- резко изменяются факторы микроклимата и особенно влажности (например, затопление нор водой при наводнении);
- при вторжении хищных животных, истребляющих сочленов биоценоза ведущего значения;
- при распаде каких-либо причин самого биоценоза.
Прочность существования природного очага болезни зависит от того, где и в течение какого времени возбудитель болезни может переживать при полном или частичном нарушении структуры биоценоза, но при физическом сохранении мест переживания возбудителя болезни [11, 12].
1.2 Эволюция учения о природном очаге
В 30-е годы прошлого столетия Павловский Е.Н. (1939) создал учение о природной очаговости болезней человека, в дальнейшем развитое им и рядом других ученых на примере широкого спектра инфекций (Павловский Е.Н., 1944, 1964; Ананьин В.В., Карасева Е.В., 1969; Олсуфьев Н.Г. 1970; и др.).
В различных науках существуют определенные фундаментальные понятия, опираясь на которые можно решить теоретические и практические задачи. В биологии таким базовым понятием является вид, в экологии — популяция, в географии - ландшафт, в эпидемиологии и медицинской географии -природный очаг инфекции [13].
Таким образом, при изучении феномена природной очаговости было и остается объективное понимание сущности природного очага инфекции. Основоположник теории природной очаговости под природным очагом инфекции понимал «участок территории географического ландшафта, которому свойственен определенный биогеоценоз, характеризующийся более или менее определенно выраженными биотопами и наличием биоценозов, в состав
15
компонентов которых входят кроме индифферентных сочленов, животные, являющиеся носителями возбудителя болезни и донорами его для кровососущих клещей и насекомых, становящихся переносчиками возбудителя восприимчивыми животными (реципиентами возбудителя)» (Павловский Е.Н., 1960) [3].
Несколько иное, более конкретизированное, понятие природным очагам инфекции было дано Кучеруком В.В. (1972). По его мнению, отдельным природным очагом следует называть наименьший по размерам участок земной поверхности, в пределах которого в современных условиях циркуляция возбудителя осуществляется без заноса извне неопределенно долгий срок (десятки следующих друг за другом циклов подъема и спада эпизоотии). Автор подчеркивал, что для каждого отдельного очага характерна определенная динамика и непрерывность эпизоотического процесса, а также отсутствие необходимости обмена возбудителем с другими очагами. Эти характеристики обуславливают территориальную целостность отдельных очагов и служат критерием для их разграничения. В цитированной работе приводятся также очень содержательные материалы по размерам отдельных природных очагов инфекций, их морфологической структуре, а также типологии и районированию очаговых территорий [1].
Воронов А.Г. (1981) дает близкое к мнению предыдущего автора определение природного очага зооноза, под которым он подразумевает наименьшее пространство земной поверхности (обычно более или менее соответствует природному или культурному ландшафту, иногда ландшафтному району), в пределах которого самостоятельный эпизоотический процесс может осуществляться неопределенно долгий срок без притока возбудителя извне. При этом автор тут же оговаривается, что далеко не всегда имеется возможность установить факт заноса возбудителя в природный очаг из соседних очагов
[1].
Коренбергом Э.Н. (1979) дан более сокращенный и упрощенный вариант определения природного очага инфекции, под которым он понимал уча-
16
сток земной поверхности, занятый популяцией возбудителя. К сожалению, как отмечал автор, крайне трудно выявить границы отдельной популяции возбудителя и, исходя из этого, выделить конкретный природный очаг инфекции [1].
Все приведённые выше определения природного очага инфекции (зоо-ноза) имеют достаточно хорошо выраженный географический, т.е. территориальный, оттенок, поскольку та или иная группировка животных, составляющих биологическую основу очага, всегда приурочена к определенному географическому выделу (ландшафту, ландшафтному району, природно-территориальному комплексу и т.д.) [1, 14].
Несколько иной, более «биологический» смысл в определение природного очага инфекции вкладывал Беклемишев В.Н. (1959). Он считал, что очаг инфекции есть популяция возбудителя вместе со всеми поддерживающими популяциями позвоночных — хозяев и членистоногих — переносчиков. При этом автор подчеркивал, что очаг инфекции представляет собой паразитарную систему, т.е. группу тесно связанных между собой контактирующих видов различной систематической принадлежности [15].
Оригинальный подход к пониманию природного очага инфекции прослеживается во взглядах Машковского Ш.Д. (1975). По его представлению природный очаг - это включённая в определенный биогеоценоз лоймосисте-ма, в которой протекает лоймопроцесс. Под последним автор понимает воспроизведение определенной инфекции в популяциях экологически связанных видов [14].
Литвин В.Ю. (1989) , развивая и углубляя учение Павловского Е.Н. о природной очаговости болезней показывает, что единственным обязательным и специфическим компонентом природного очага является возбудитель, резирвирующийся в почве или воде. При этом автор отмечает, что формой существования возбудителя может быть как активная циркуляция, так и резервация его во внешней среде с периодическим проникновением в организм различных хозяев [1, 14].
17 |
