Social and Environmental Inequalities in Pulmonary Health

Consuelo Quispe Haro, Ph.D.

Disertační práce

Anotace:

Chronická respirační onemocnění mají celosvětově za následek čtyři miliony úmrtí ročně. Přestože v posledních 30 letech došlo v regionu střední a východní Evropy ke snížení počtu případů, v České republice došlo k nárůstu standardizované prevalence o 6,8 %. Kromě již známých rizikových faktorů jako je kouření nebo profesionální expozice, se na zhoršení plicních funkcí podílí také environmentální, behaviorální a metabolické rizikové faktory, kterým jsou osoby exponovány v průběhu celé životní dráhy. Tyto rizikové faktory jsou častější u znevýhodněných skupin obyvatelstva, což má za následek prohlubování nerovností ve zdraví. Tato práce si kladla za cíl studovat vztahy mezi rizikovými faktory a plicními funkcemi v průběhu života za využití pokročilých statistických a epidemiologických metod. V této práci je aplikován přístup tzv. exposomu, tedy hodnocení komplexních vztahů mezi environmentálními, socioekonomickými a behaviorálními expozicemi a zdravím. Za využití dat ze studie Health, Alcohol, and Psychosocial Factors In Eastern Europe (HAPIEE) byly studovány vlivy těchto expozic na zhoršení plicních funkcí. Studie HAPIEE je prospektivní kohortová studie, která zahrnuje informace o zdravotním stavu osob ve věku 45 až 70 let (8 857 osob z České republiky, 10 728 osob z Polska a 7 161 osob z Litvy). Za zdravotní následky (závislé proměnné) byly považovány výsledky spirometrického vyšetření, užívaného v epidemiologických studiích k hodnocení závažnosti ztráty funkce plic. Výsledky spirometrie byly pro účely uvedených studií hodnoceny jako (1) spojité proměnné (forsírovaná vitální kapacita plic - FVC, forsírovaný exspirační objem v první sekundě - FEV1, a procento predikované hodnoty FVC a FEV1), (2) binární proměnné (normální vs zhoršená funkce plic) a (3) kategorické proměnné (normální, zhoršená, vyhovující, nedostatečná kvalita spirometrie). Rizikové faktory (nezávislé proměnné) zahrnovaly věk, pohlaví, index tělesné hmotnosti (BMI), kouření, socioekonomický status (SES) (úroveň vzdělání matky, dosažené vzdělání participanta, finanční deprivace), kognitivní funkce a expozici znečišťujícím látkám v ovzduší (PM10 a NO2 expozice získané z Českého hydrometeorologického ústavu). K provedení vícerozměrných lineárních a logistických regresí, modelů strukturálních rovnic, multinominální regrese a Coxovy regrese proporcionálních rizik byl použit program Stata v.16.1. Výsledky ukázaly, že úroveň dosaženého vzdělání byla významným prediktorem plicních funkcí a kumulace socioekonomických znevýhodnění v průběhu života měla ještě výraznější negativní dopad na respirační zdraví. Vztah mezi SES a plicními funkcemi byl silnější u mužů, avšak většina tohoto efektu byla vysvětlena socioekonomickým gradientem kuřáctví. Expozice PM10 a NO2, částečně zprostředkovaly souvislost mezi dosaženým vzděláním a plicními funkcemi, a to ve výši 12 %. Většina vlivu vzdělání (88 %) však zůstala nevysvětlena. Výsledky rovněž ukázaly, že horší úroveň kognitivních funkcí predikovala zhoršené plicní funkce a zároveň měla za následek horší kvalitu výsledků spirometrického vyšetření. Osoby, u kterých bylo pozorováno nekvalitní provedení spirometrického vyšetření, měly zvýšené riziko úmrtí ve srovnání se zdravými jedinci. Výsledky této dizertační práce ukazují, že se ztrátou plicních funkcí souvisí řada sociálních, behaviorálních a environmentálních rizikových faktorů. Analýza socioekonomického statusu v průběhu životní dráhy poukázala na nesporný význam longitudinálních analýz, které umožňují sledování postupných změn v expozicích rizikovým faktorům na rozvoj zhoršených plicních

Anotace:

funkcí. Výsledky rovněž naznačují, že zhoršená kvalita ovzduší částečně vysvětluje vztah mezi socioekonomickým statusem a respiračním zdravím. Kvalita spirometrického vyšetření je navíc do značné míry ovlivněna kognitivními schopnostmi jednotlivců.

Abstract:

Background: Chronic Respiratory Diseases (CRDs) cause four million deaths per year globally. Although, in the last 30 years, the Central and Eastern European region has experienced a reduction in cases, the Czech Republic has experienced a 6.8% increase in age-standardized prevalence. CRD is strongly related to lung function loss, which is commonly associated with cigarette smoking and occupational exposures. However, environmental, behavioral, and metabolic risk factors also play a role in the development of lungs and the preservation of ventilatory function from early to late life. These risk factors are more prevalent in disadvantaged populations, which increase and expand health inequalities and overload the health system. Aim: This thesis investigated the inequalities of multiple risk factors on lung function over the life course using the exposome approach and novel epidemiological designs that set a framework for studying several exposures. Method: Using the Health, Alcohol, and Psychosocial Factors In Eastern Europe (HAPIEE) dataset, I explored how the social, environmental, and behavioral risk factors are associated with lung function loss. The HAPIEE study is a population-based cohort database that contains health information of individuals from 45 to 70 years old. The sample included 8,857 individuals from the Czech Republic, 10,728 from Poland, and 7,161 from Lithuania. The dependent (outcome) variable was based on spirometry tests. Spirometry is an objective exam used in clinical and epidemiological settings to diagnose and grade the severity of Lung function loss. Results from spirometry were used as a continuous (forced vital capacity—FVC, forced expiratory volume in the first second—FEV1, and percentage of the predicted value of FVC and FEV1), binary (healthy or impaired lung function), or categorical (healthy, impaired, good- and poor-quality spirometry) outcome depending on the statistical model. The independent (predictor) variables included age, sex, body mass index (BMI), smoking behavior, socioeconomic status (SES—mother’s level of education, participant’s attained education, deprivation, occupation as a miner), cognitive function, and exposure to air pollutants (PM10 and NO2—retrieved from the Czech Hydrometeorological Institute). Stata V.16.1. software was used to run multivariable linear and logistic regressions, structural equation models, multinominal regression, and Cox proportional hazards regression. Results: The attained level of education was a strong predictor of lung function, and the accumulation of socioeconomic disadvantage during the life course had a stronger negative impact on respiratory health. The effect size was greater in men but most of this excess risk was explained by the socioeconomic gradient of smoking behavior. Air pollutants, PM10 and NO2, partially mediated the association of attained education and lung function (12% of the overall effect) but most of the effects of education (88%) remained unexplained. A worse level of cognitive function predicted worse respiratory outcomes including a higher risk of poor-quality spirometry. People who provided poor-quality spirometry seemed to be at a slightly higher risk of mortality compared to healthy individuals. Conclusions: Lung function loss was associated with multiple social, environmental, and behavioral risk factors. The life course analysis of SES showed that focusing on a single time point might provide an incomplete evaluation of the risks for lung function. Some of the effects of education (and social environment in general) are mediated by risk factors, such as smoking and air pollutants. Lower cognitive functions seem to reduce the quality of spirometry measurement, particularly in more vulnerable groups.

Keywords

Lung function, social determinants of health, exposome, air pollutants, health inequalities, health inequalities.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 1. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 21. 2. 2025
• Vedoucí: Mgr. Hynek Pikhart, Ph.D.
• Oponent: MUDr. Jana Dáňová, Ph.D., Dr. Denes Stefler

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Životní prostředí a zdraví / Environmentální chemie a toxikologie