PM10 Concentration and Microbiological Assessment of Air in Relation to the Number of Acute Cases of Type 1 Diabetes Mellitus in the Lubelskie Voivodeship. Preliminary Report

Pediatr Endocrinol Diabetes Metab. 2017;23(2):70-76. doi: 10.18544/PEDM-23.02.0076.

Abstract

Introduction: The aim of our study was to evaluate the relation between the concentration of particulate matter of less than 10 μm in diameter (PM10) in air and the effect of psychrophilic bacteria, mesophilic bacteria and mould fungi on the number of new cases of type 1 diabetes mellitus in children and adolescents in the Lubelskie Voivodeship in the years 2015-2016.

Patients and methods: Epidemiological data on the number of new cases of T1DM was obtained from the Department of Paediatric Endocrinology and Diabetology of the Medical University in Lublin. The number of births for the year 2015 and 2016 in the Lublin Voivodeship was acquired from the statistical yearbook by the Polish Central Statistical Office (GUS). Data on PM10 concentration in the Lubelskie Voivodeship was obtained from the report and annual evaluations of air quality prepared by the Voivodeship Inspectorate of Environmental Protection (WIOŚ) in Lublin. The analysis of psychrophilic bacteria, mesophilic bacteria and mould fungi in air was performed with use of the impact method and an air sampler.

Results: In the years 2015-2016 in the Lubelskie Voivodeship the number of births was 39 381 and 152 new cases of type 1 diabetes mellitus were recorded. The annual and 24-hour concentration of PM10 in air in 2015 was higher compared to 2016; however, the difference was not statistically significant. Moreover, we detected a higher number of psychrophilic bacteria 2739 vs 1000 CFU/m3 and a significantly higher number of mesophilic bacteria 92493 vs 1000 CFU/m3 than the norm specified in the Polish standard PN-89/Z-04111/02. A further analysis of air samples collected in the Lubelskie Voivodeship revealed lower a concentration of mould fungi compared to the Polish standard PN-89/Z-04111/02 (3840 vs 5000 CFU/m3, respectively). We isolated 9 types of mould fungi and 1 type of yeast-like fungus that are thought to have a negative effect on people's health. The statistical analysis revealed a relation between the number of new cases of T1DM and the number of psychrophilic bacteria (β= 2.86; p<0.05), mesophilic bacteria (β = 2.824; p<0.05) and the number of mould fungi (β=2.923; p<0.001). The analysis of linear regression revealed a relation between the number of new T1DM cases and mean annual concentration of PM10 for the year 2016 (p<0.001). However, there was no relation observed between the number of new cases of T1DM and the mean annual concentration of PM10 in air in the Lubelskie Voivodeship in 2015.

Conclusions: Our preliminary results confirm the not yet fully explored relation between air pollution and the risk of type 1 DM in children and adolescents.

Wstęp. Celem naszych badań było określenie zależności pomiędzy stężeniem zawieszonego pyłu o średnicy do 10 µm (PM10) w powietrzu atmosferycznym oraz wpływu obecności bakterii psychrofilnych, mezofilnych, grzybów pleśniowych na liczbę świeżych zachorowań na cukrzycę typu 1 u dzieci i młodzieży w województwie lubelskim w latach 2015–2016. Pacjenci i metody. Dane epidemiologiczne dotyczące liczby nowych zachorowań na cukrzycę T1DM otrzymano z Kliniki Endokrynologii i Diabetologii Dziecięcej UM w Lublinie. Liczbę urodzeń w latach 2015 i 2016 w województwie lubelskim odczytano z roczników statystycznych GUS. Dane dotyczące stężenia pyłu PM10 w województwie lubelskim uzyskano z raportu i rocznych ocen jakości powietrza, opracowanych przez WIOŚ w Lublinie. Badanie bakterii psychrofilnych, mezofilnych oraz grzybów pleśniowych w powietrzu atmosferycznym wykonano metodą szczelinowo-zderzeniową za pomocą próbnika do poboru powietrza. Wyniki. W latach 2015–2016 w województwie lubelskim liczba urodzeń dzieci wynosiła 39 381, a odnotowano 221 nowych przypadków zachorowań na cukrzycę typu 1. W powietrzu atmosferycznym wykazano wyższe w 2015 roku, lecz nie nieistotnie statystycznie roczne jak też 24h stężenie pyłów PM10 w porównaniu do roku 2016. Ponadto wykryto wyższą liczbę bakterii psychrofilnych 2739 vs 1000 CFU/m3 oraz istotnie wyższą liczbę bakterii mezofilnych 2493 vs 1000 CFU /m3 w odniesieniu do normy PN-89/Z-04111/02. W dalszej analizie z pobranych próbek powietrza w województwie lubelskim wykryto niższe w porównaniu z normą PN-89/Z-04111/02 stężenie grzybów pleśniowych odpowiednio 3840 vs 5000 CFU/m3. Jednakże wyizolowano dziewięć gatunków grzybów pleśniowych oraz jeden gatunek drożdżaka o potencjalnym negatywnym wpływie na zdrowie człowieka. W analizie statystycznej wykazano zależność pomiędzy liczbą nowych zachorowań na T1DM a liczbą bakterii psychrofilnych (β= 2,86; p<0,05), mezofilnych (β = 2,824; p<0,05) oraz liczbą grzybów pleśniowych (β=2,923; p<0,001). Analiza regresji liniowej wykazała zależność pomiędzy liczbą nowych zachorowań na T1DM a średnim rocznym stężeniem pyłu PM10 w roku 2016 (p<0,001). Natomiast nie wykazano zależności pomiędzy liczbą nowych zachorowań na T1DM a średnim rocznym stężeniem PM10 w powietrzu atmosferycznym w województwie lubelskim w roku 2015. Wnioski. Nasze wstępne wyniki badań wspierają słabo poznany związek zanieczyszczenia powietrza a ryzyka rozwoju cukrzycy typu 1 u dzieci i młodzieży.

MeSH terms

  • Adolescent
  • Air Microbiology*
  • Air Pollution / adverse effects*
  • Air Pollution / statistics & numerical data*
  • Child
  • Child, Preschool
  • Diabetes Mellitus, Type 1 / epidemiology
  • Diabetes Mellitus, Type 1 / etiology*
  • Environmental Exposure / adverse effects*
  • Environmental Monitoring / methods
  • Female
  • Humans
  • Male
  • Particulate Matter / analysis*
  • Particulate Matter / toxicity*
  • Poland / epidemiology

Substances

  • Particulate Matter