Retrospective analysis of the relationship between the frequency of medical emergency calls by patients with bronchial asthma and the concentration of ground-level ozone on the South Coast of Crimea

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: Russian studies still underestimate one bronchial asthma risk factor, namely, the ground-level ozone recognized by the World Health Organization as the second most dangerous toxicant for the respiratory system. It is of particular importance to determine safe levels of ozone exposure, particularly in areas where patients are undergoing pulmonary rehabilitation and conditions are conducive to the formation of elevated ozone concentrations.

Aim: To identify and describe the relationship between the frequency of medical emergency calls by patients with bronchial asthma and the ground-level ozone concentration (GLOC) on the South Coast of Crimea.

Material and methods: The study utilized data from the medical emergency calls in Yalta by patients with bronchial asthma in 2010–2014. The GLOCs for the same period were measured at the Karadag Background Environmental Monitoring Station by optical method using APOA 370 (HORIBA) automatic gas analyzer. The correlation between the number of medical emergency calls and GLOC values was analyzed using Spearman’s correlation coefficient.

Results: The number of medical emergency calls increased from 2010 to 2014, rising from 471 to 661. During the same period, GLOCs exceeding the permissible average annual values were observed. Correlation analysis revealed that ground-level ozone was a significant factor affecting the condition of bronchial asthma patients over the 2010–2014 period, to varying degree. Five statistically significant ( p ≤0.05) and nine tendency-level ( p ≤0.10) correlations were identified between the frequencies of medical emergency calls and the daily average amplitudes of fluctuations and maximal and minimal GLOCs. The greatest number of significant correlations was reported in 2012, which was also a year marked by high amplitudes of GLOC fluctuations in the context of episodes of above-limit single ozone concentration and higher daily averages, similar to 2011. The correlations were positive, with the majority exhibiting a weak association (0.35 ≤Rs ≤0.48). These correlations were not observed during the warm seasons, when GLOC is typically higher, but during the cold season.

Conclusion: The established correlations, when considered alongside reliable international data on the negative effect of ozone on respiratory health, serve to highlight the importance of further research in the region. It is imperative to ascertain the safe GLOC levels, taking into account the concomitant meteorological and technogenic factors of the South Coast of Crimea, which have the potential to significantly modify the effect of ozone on the human body. This will facilitate the development of an early warning system to mitigate the adverse effects of ground-level ozone on asthmatic patients.

About the authors

Elena V. Evstafeva

Academic scientific-research Institute of physical treatment methods, medical climatology and rehabilitation named after I.M. Sechenov

Author for correspondence.
Email: e.evstafeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8331-4149
SPIN-code: 2768-1760

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, 10/3 Muchina Str., 29860

Vladimir A. Lapchenko

A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS

Email: ozon.karadag@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6441-710X
SPIN-code: 7551-1174
Russian Federation, Sevastopol

Leila Sh. Dudchenko

Academic scientific-research Institute of physical treatment methods, medical climatology and rehabilitation named after I.M. Sechenov

Email: vistur@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1506-4758
SPIN-code: 3737-8576

MD, Dr. Sci (Medicine)

Russian Federation, 10/3 Muchina Str., 29860

Svetlana N. Belyaeva

Academic scientific-research Institute of physical treatment methods, medical climatology and rehabilitation named after I.M. Sechenov

Email: belyaeva-sveta@mail.ru

MD, Cand. Sci (Medicine)

Russian Federation, 10/3 Muchina Str., 29860 Yalta

Yuri L. Gubin

Academic scientific-research Institute of physical treatment methods, medical climatology and rehabilitation named after I.M. Sechenov

Email: niisechenova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-3555-1736
SPIN-code: 2931-5207
Russian Federation, 10/3 Muchina Str., 29860 Yalta

Irina A. Evstafeva

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: irinaevst76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8658-8241
SPIN-code: 4726-9015

Cand. Sci. (Biology), Assistant Professor

Russian Federation, Simferopol

References

  1. Ivanova EV, Bilichenko TN, Chuchalin AG. Morbidity and mortality from respiratory diseases in employable population of Russia in 2010–2012. Pulmonologiya . 2015;25(3):291–297. EDN: UCQUAL doi: 10.18093/0869-0189-2015-25-3-291-297
  2. On the state of sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2017: State Report. Moscow: Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being; 2018. (In Russ.)
  3. World Health Organization. GATS Russian Federation. Global Adult Tobacco Survey: Country report 2016. Available from: https://www.who.int/europe/publications/global-adult-tobacco-survey-(gats)--russian-federation.-country-report-2016-(2018)
  4. Chuchalin AG, Avdeev SN, Aisanov ZR, et al. Federal guidelines on diagnosis and treatment of bronchial asthma. Pulmonologiya. 2022;32(3):393–447. EDN: HZEHSI doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-3-393-447
  5. Avdeev SN, Demko IV, Zaytcev AA, et al. Federal guidelines on diagnosis and treatment of chronic bronchitis. Pulmonologiya. 2022;32(3):448–472. EDN: CZESIH doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-3-448-472
  6. Shpagina LA, Kotova OS, Shpagin IS, et al. Virus-induced and bacteria-induced exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease caused by industrial aerosols or tobacco smoke exposure. Pulmonologiya . 2022;32(2):189–198. EDN: RHIJVO doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-2-189-198
  7. The European environment. State and outlook 2010. Synthesis. Copenhagen: European Environment Agency; 2010.
  8. Belan BD. Ozone in the troposphere. Tomsk: Publishing House of the Institute of Atmospheric Optics n.a. V.E. Zuev SO RAN; 2010. (In Russ.) EDN: QKJXBF
  9. Chen C, Zhao B, Weschler CJ. Assessing the influence of indoor exposure to "outdoor ozone" on the relationship between ozone and short-term mortality in U.S. communities. Environ Health Perspect . 2012;120(2):235–240. doi: 10.1289/ehp.1103970
  10. Rosser F, Balmes J. Ozone and childhood respiratory health: A primer for US pediatric providers and a call for a more protective standard. Pediatr Pulmonol . 2023;58(5):1355–1366. doi: 10.1002/ppul.26368
  11. Confalonieri M, Francesco S, Francesco F. Acute respiratory distress syndrome. Eur Respir Rev . 2017;26(144):160116. doi: 10.1183/16000617.0116-2016
  12. Trubitsyn AV, Kotelnikov SN. The research of time correlations between ground-level ozone concentration and population health in Russia’s central regions. Herald of MSTU MIREA . 2015;(1):235–242. EDN: TNQIAN
  13. Evstafeva EV, Lapchenko VA, Makarova AS, et all. Assessment of patterns of the lower atmosphere ozone concentrations and meteorological factors as the risk factors for medical emergencies in the population. Russ J Phys Chem B . 2019;13:1011–1019. doi: 10.1134/S1990793119060034
  14. Cherednichenko AV, Cherednichenko AV, Cherednichenko VS, et al. Time dynamics of the ground ozone and its influence on incidence in the major cities of Kazakhstan. Hydrometeorology and Education . 2021;(1):29–49. EDN: QZQYWV
  15. D’Amato G, Holgate ST, Pawankar R, et al. Meteorological conditions, climate change, new emerging factors, and asthma and related allergic disorders. A statement of the World Allergy Organization. World Allergy Organ J . 2015;8(1):25. doi: 10.1186/s40413-015-0073-0
  16. Ho K, Weimar D, Torres-Matias G, et al. Ozone impairs endogenous compensatory responses in allergic asthma. Toxicol Appl Pharmacol . 2023;459:116341. doi: 10.1016/j.taap.2022.116341
  17. Lian Z, Qi H, Liu X, et all. Ambient ozone, and urban PM 2.5 co-exposure, aggravate allergic asthma via transient receptor potential vanilloid 1-mediated neurogenic inflammation. J Ecotoxicol Environ Saf . 2022;243:114000. doi: 10.1016/j.ecoenv.2022.114000
  18. On the approval of sanitary rules and norms of SanPiN 1.2.3685-21 "Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans": Resolution of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare No. 2 dated 01/28/2021. (In Russ.)
  19. Fuller CH, Jones JW, Roblin DW. Evaluating changes in ambient ozone and respiratory-related healthcare utilization in the Washington, DC metropolitan area. Environ Res . 2020;186:109603. doi: 10.1016/j.envres.2020.109603
  20. Liang S, Sun C, Liu C, et al. The influence of air pollutants and meteorological conditions on the hospitalization for respiratory diseases in shenzhen city, China. Int J Environ Res Public Health . 2021;18(10):5120. doi: 10.3390/ijerph18105120
  21. Seposo X, Ueda K, Fook Sheng Ng C, et al. Role of oxides of nitrogen in the ozone-cardiorespiratory visit association. Environ Pollut . 2023;317:120802. doi: 10.1016/j.envpol.2022.120802
  22. Balmes JR. Acute effects of exposure to fine particulate matter and ozone on lung function, inflammation and oxidative stress in healthy adults. Am J Respir Crit Care Med . 2022;205(4):384–385. doi: 10.1164/rccm.202112-2733ED
  23. Kheirouri S, Shanehbandi D, Khordadmehr M, et al. Effects of sulfur dioxide, ozone, and ambient air pollution on lung histopathology, oxidative-stress biomarkers, and apoptosis-related gene expressions in rats. Exp Lung Res . 2022;48(3):137–148. doi: 10.1080/01902148.2022.2072977
  24. Health risks of ozone from long-range transboundary air pollution. WHO Regional Office for Europe DK02100 Copenhagen, Denmark, 2008.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Number of emergency medical calls per year for the period 2010–2014.

Download (35KB)
3. Fig. 2. Dynamics of changes in ground-level ozone concentrations (µg/м 3 ) and emergency medical calls per month by patients with bronchial asthma ( n ) for the period 2010–2014.

Download (298KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».