Epidemiologische Studien zu gesundheitlichen Auswirkungen der chronischen Verkehrslärmbelastung

Transkript

1 Departement für Epidemiologie & Public Health Epidemiologische Studien zu gesundheitlichen Auswirkungen der chronischen Verkehrslärmbelastung Prof. Dr. Martin Röösli

2 Inhalt Wirkungsmodell für chronische Erkrankungen Kognitive Effekte bei Kindern Blutdruck Herz-Kreislauferkrankungen Schweizerischen Nationale Kohortenstudie Martin Röösli 2

3 Umweltlärm Personen mit schädlicher oder lästiger Lärmbelastung in der Schweiz nach Siedlungstyp: aus Bafu, 2009 Martin Röösli 3

4 chronische Lärmbelastung Individuelle Unterschiede Wahrgenommener Stress Verhaltensreaktion Schlaf Physiologische Reaktion Allostatic load Kardiovaskuläre Erkrankung Chronische Erkrankung Metabolisches Syndrom? Immunsystem? Martin Röösli 4

5 Physiologische Reaktionen und die allostatic load McEven, 1998 Martin Röösli 5

6 Methods (1/4): Study design Baseline survey Follow-up survey Main study (1256 participants) recruitment Nested diary study (119 participants) t (Time) May 2008 August 2009 May 2009 November 2009 Martin Röösli 6

7 Methods (2/4): Sleep quality measures Subjective measures: Main study: 1. Sleep Disturbance Score from the Swiss Health Survey Epworth Sleepiness Scale (7 items) Diary study: 1. Sleep diary suggested by the German Sleep Society: rating of restfullness and well-being in the morning Objective measures: Diary study: Wrist actigraphic device (AW7, Neurotechnology, Cambridge, UK) during two weeks 1. Sleep efficiency 2. Sleep duration Martin Röösli 7

8 Methods (3/4): Exposure measures Subjective measures Annoyance from road traffic noise: four-point Likert scale with categories no, slight, considerable, and heavy. Objective measures (modeled, L eq at night: 22:00-6:00) CADNA_A (computer aided noise abatement) and the emission model STL- 86 and STL-86+, respectively. 1. City of Basel: noise cadastre 2. Countryside: sonbase (Höin, et al., 2009) Martin Röösli 8

9 Methods (4/4): Statistics 4 exposure categories for all exposure surrogates: nocturnal L eq : annoyance: 1. <30 db (reference) 1. no (reference) <40 db 2. slight db 3. considerable 4. >55 db 4. heavy Outcomes: continuous not annoyed annoyed Mixed-effects linear regression models with random intercept, clustered at the level of the individual (+autocorrelation of 1 day lag in the diary study) Adjusted for sex, age, education level, marital status, physical activity, smoking status, alcohol intake, body mass index (BMI), stress score (+diary variables in the diary study) Martin Röösli 9

10 Qualifex: Schlafqualität und Strassenlärm in Basel ALL NOT ANNOYED Restfulness score change Restfulness score change < >55 Modelled Exposure < >55 Modelled Exposure Röösli et al, under review Martin Röösli 10

11 Gemessene Schlafqualität und Strassenlärm ALL NOT ANNOYED Sleep efficiency change [%] Sleep efficiency change [%] < >55 Modelled Exposure < >55 Modelled Exposure Effekt auf Schlafdauer nur bei Männern beobachtet. Röösli et al, under review Martin Röösli 11

12 Fluglärm und Lesefähigkeit bei Kindern RANCH: Querschnittsstudie bei 2844 Kindern im Alter von 9 10 Jahre, welche eine von 89 Schulen in der Umgebung eine Flughafens in Holland, Spanien oder Grossbritannien besuchen. Stansfeld et al., Lancet, 2005 Martin Röösli 12

13 Cognitive effects RANCH-London: 719 children, aged 9 10 years: Aircraft noise exposure at school was significantly associated with poorer recognition memory, conceptual recall memory, reading comprehension and information recall memory after adjustment for nitrogen dioxide levels (Clark et al, AJE, 2012). RANCH-Amsterdam: 553 children, aged 9 11 years: one test result (Switching Attention Test) out of 10 tests, significantly associated with road traffic noise exposure as well as aircraft noise exposure at school (van Kempen et al., Env Res, 2012) Martin Röösli 13

14 Mögliche Mechanismen Aktivierung endokrinen Systems (->Stimmung, Verhalten) und/oder Katecholamine (Adrenalin, Noradrenalin, etc ->Herz-Kreislaufsystem) Psychologischer Stress: keine effektive coping Strategie wegen mangelnder Kontrolle ->Passivität und Hilflosigkeit Ausblenden akustischer Reize -> Unaufmerksamkeit Akustische Diskriminierung/Verständlichkeit Unterbrechung des Unterrichts bei lauten Ereignissen Motivation des Lehrers Martin Röösli 14

15 Blutdruck Hyena Studie (Hypertension and Exposure to Noise near Airports): Blutdruckmessung bei Personen im Alter zwischen Jahre, die seit mind. 5 Jahren in der Nähe von einem grossen europäischen Flughafen wohnen (London Heathrow, Berlin Tegel, Amsterdam Schiphol, Stockholm Arlanda, Mailand Malpensa, Athen Elephterios Venizelos) 1. Akuter Effekt: Signifikante Zunahme des Blutdrucks (6.2 mmhg systolisch und 7.4 mmhg diastolisch) im 15-Minuteninterval eines Flugzeugsüberflugs sowie eine nicht-signifikante Zunahme der Herzfrequenz um 5.4 Schläge pro Minute (Haralabidis et al., 2008) 2. Chronischer Effekt: In Grossbritannien und Holland nahm der Gebrauch von Bluthochdrucksenkungsmittel in Abhängigkeit vom Fluglärm zu (Floud et al. 2010). In allen Ländern bestand ein Zusammenhang zwischen der Einnahme von angstlösenden Medikamenten und Fluglärm. 3. Chronisch: Risiko für Bluthochdruck steigt signifikant um 14% pro 10 db nächtlicher Fluglärm (Jarup et al. 2008). Martin Röösli 15

16 Blutdruck und Fluglärm in Hyena Lärm am Tag Lärm in der Nacht Martin Röösli 16

17 Meta-Analyse zu Blutdruck und Fluglärm (Babisch Van Kamp, 2009) Pro 10 db nimmt das Risiko für Bluthochdruck um 13% zu. Martin Röösli 17

18 Meta-Analyse zu Blutdruck und Strassenlärm Pro 5 db nimmt das Risiko für Bluthochdruck um 3.4% zu. Van Kempen and Babisch, 2012 Martin Röösli 18

19 Martin Röösli 19

20 Ziel der CH Studie Besteht ein Zusammenhang zwischen kardiovaskuiären Erkrankungen und Fluglärm? (unter Berücksichtigung der Luftbelastung) Martin Röösli 20

21 Datenbasis Nationale Kohortenstudie: SNC (Volkszählungsdaten) Mortalitätsdaten, Wohnort, Störgrössen Modellierte Lärmexposition in db(a): 1. Flughafen Zürich Jährliche Durchschnitt zwischen in 1 db(a) Schritten mit einer Auflösung von 100*100m. Tag, erste(22-23:00), zweite (23-24:00) Nachtstunde, Rest der Nacht Expositionsmass: Ldn 2. Restliche 64 Flughäfen (2 Nationale, 11 Regionale und 51 kleine Flugfelder): Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) 5dB(A) Isolinien der Lärmausbreitung Luftbelastungsmodell (PM 10 ) vom Jahr 2000, Bundesamt für Umwelt), Distanz zu Hauptverkehrsachsen Martin Röösli 21

22 Methode Expositionsabschätzung am Wohnort Einschlusskriterien: >30 Jahre Analyse 1. Überlebenszeitanalyse 2. Adjustiert für Alter, Geschlecht, Zivilstand, Bildung, Sprachregion, Nationalität, Alter des Gebäudes, Urbanitätsgrad, soziökonomischer Status der Gemeinde, Strassennähe, Hintergrundsluftbelastung Kontrollanalyse? 1. Evaluation von Lebensstilfaktoren: Lungenkrebs Martin Röösli 22

23 Expositionsabschätzung: Beispiel Zürich Martin Röösli 23

24 Resultate: Expositionsverteilung in der CH Fluglärm (L dn ) Bevölkerungsanteil < 45 db 91.4% 45 - <50 db 3.5% 50 - <55 db 2.9% 55 - <60 db 1.9% 60 db 0.3% Huss et al., Epidemiology 2010 Martin Röösli 24

25 Resultate Fluglärm < < < <60 60 kardiovaskuläre Mortalität Schlaganfall Herzinfarkt 1 (Referenz) 1.02 ( ) 1.00 ( ) 1.01 ( ) 0.99 ( ) 1 (Referenz) 0.97 ( ) 0.97 ( ) 1.06 ( ) 0.83 ( ) 1 (Referenz) 1.02 ( ) 1.02 ( ) 1.05 ( ) 1.30 ( ) Huss et al., Epidemiology 2010 Martin Röösli 25

26 Herzinfarktrisiko und Wohndauer Wohndauer an derselben Adresse im Jahr Jahre 10 Jahre 15 Jahre Hazard ratio % erhöhtes Risiko <45 50-<55 >=60 45-<50 55-<60 45-<50 55-<60 <45 50-<55 >=60 <45 50-<55 >=60 45-<50 55-<60 45-<50 55-<60 <45 50-<55 >=60 Huss et al., Epidemiology 2010 Martin Röösli 26

27 Absolutes Risiko: Anzahl Fälle in 5 Jahren 60dB: N = AnzahlFälle Zusatzrisiko AnteilExponierter = = dB: N = AnzahlFälle Zusatzrisiko AnteilExponierter = = dB: N = AnzahlFälle Zusatzrisiko AnteilExponierter = = 12 Martin Röösli 27

28 100% 90% Tod 80% Spitaleintritt 70% 60% 50% 40% Notfallkonsultation Arztbesuch Eingeschränkte Aktivität 30% Medikamentengebrauch 20% Beschwerden 10% 0% Physiologische Änderungen Anzahl betroffene Personen siehe auch Babisch, 2002 Martin Röösli 28

29 Kontrollanalyse: Lungenkrebs Wohndauer an derselben Adresse im Jahr Jahre 10 Jahre 15 Jahre Hazard ratio <45 50-<55 >=60 45-<50 55-<60 45-<50 55-<60 <45 50-<55 >=60 <45 50-<55 >=60 45-<50 55-<60 45-<50 55-<60 <45 50-<55 >=60 Martin Röösli 29

30 Herzinfarkt und Strassennähe Wohndauer an derselben Adresse Hazard ratio im Jahr Jahre 10 Jahre 15 Jahre >=200m 50-<100m >=200m 50-<100m >=200m 50-<100m >=200m 50-<100m 100-<200 <50m 100-<200m <50m 100-<200m <50m 100-<200m <50m Martin Röösli 30

31 Andere Studien zu Lärm und Herz-Kreislauferkrankungen Minimale qualitative Anforderungen: 1. Modellierte oder gemessene Lärmbelästigung (nicht nur Belästigigung) 2. Neuerkrankungsrate (Inzidenz) und nicht Prävalenz 3. Keine Querschnittstudie Martin Röösli 31

32 Studien zu Herz-Kreislauferkrankungen Studie Gesundheitseffekt Berlin I, II MI inc Fall- Kontroll Design Lärm Luftbelastung Referenz Strasse nein Babisch et al., 1994 Caerphilly/ Speedwell IHD inc. Kohorte Strasse nein Babisch et al., 1999 Berlin III (NaRoMi) MI inc. Fall- Kontroll Strasse, Zug, Flug nein Babisch et al., 2005; Willich et al, 2006 NLCS Cohort Study on Diet and Cancer IHD mort. Kohorte Strasse ja Beelen et al., 2008 Stockholm MI inc. Fall- Kontroll Strasse ja Selander et al., 2009 Swiss SNC MI, stroke mort. Kohorte Flug ja Huss et al., 2010 Danish Diet, Cancer, and Health Cohort Vancouver Cohort study stroke inc. Kohorte Strasse, Zug, Flug CHD mort. Kohorte Strasse und Zug komb. ja Sørensen et al., 2011 ja Gan et al., 2012 Danish Diet, Cancer, and Health Cohort MI inc. Kohorte Strasse ja Sørensen et al., 2012 Martin Röösli 32

33 Studien zu Herz-Kreislauferkrankungen Studie Kollektive Expositionshöhe Hauptresultat RR (95% CI) Berlin I, II (Männer) Caerphilly/ Speedwell (Männer) 754 Fä 3524 Ko daytime 60 vs db(a) 4860 daytime vs db(a) I: 1.3 ( ) II: 1.2 ( ) 1.07 ( ) Berlin III (NaRoMi) 1881 Fä 2234 Ko daytime 60 vs. >70 db(a) men: 1.27 ( ) women: 0.66 ( ) NL Cohort Study on Diet and Cancer 121,000 yearly average 50 vs. >65 db(a) 1.15 ( ) Stockholm 1571 Fä 2095 Ko 24h mean <50 vs. 60 db(a) 1.21 ( ) Swiss SNC 4.6 million L DN <45 vs. 60 db(a) MI: 1.30 ( ) stroke: 0.83 ( ) Danish Diet, Cancer, and Health Cohort Vancouver Cohort Study Danish Diet, Cancer, and Health Cohort 57,000 L DEN per 10 db increase 445,868 L DEN per 10 db increase 57,000 L DEN per 10 db increase road: 1.14 ( ) railway: 1.04 ( ) aircraft: 0.73 ( ) 1.12 (1.05, 1.21) road: 1.12 ( ) Martin Röösli 33

34 Schwellenwert? Herzinfarkt und Verkehrslärm in der dänische Kohortenstudie Martin Röösli 34

35 Expositionsdauer Berlin I/II Berlin III Babisch, N&H, 2006 Martin Röösli 35

36 Expositionsmissklassifikation Strassenlärm und Herzinfarkt: Wahrscheinlich weniger Fehler in der Expositionsabschätzung Selander et al, Epidem, 2009 Martin Röösli 36

37 Expositionsmissklassifikation Caerphilly & Speedwell study (L eq,day vs db(a)) Babisch, N&H, 2006 Martin Röösli 37

38 Wen betrifft es? Alter >= < 72.9 Geschlecht Alter des Gebäudes Männer Frauen >30 Jahre und nicht renoviert Neu oder renoviert Huss et al., Epidemiology 2010 Martin Röösli 38

39 Sind Männer lärmempfindlicher? Männer [RR (95% CI)] Frauen [RR (95% CI)] Berlin III 1.27 ( ) 0.66 ( ) NLCS Stockholm Kein Unterschied Kein Unterschied SNC 1.5 ( ) 1.0 ( ) Vancouver , , 1.18 Danish study Schlaganfall: 1.14 ( ) Herzinfarkt: 1.14 ( ) Schlaganfall: 1.13 ( ) Herzinfarkt: 1.06 ( ) * Berlin I/II and Caerphilly/Speedwell were conducted in men only Martin Röösli 39

40 Are older persons more susceptible? NLCS: no effect modification by age Stockholm study: no clear trend in ORs was found according to age group. SNC: increase of risk with age (test for interaction n.s.) Vancouver study: Higher risk [RR=1.09 ( )] in older persons ( 65) than in younger persons [RR=1.03 ( )] Danish study: 1. Stroke: Higher risk [IRR=1.27 ( )] in older persons ( 64.5) than in younger persons [IRR=1.02 ( )] (p for interaction: 0.001) 2. MI: Higher risk [RR=1.19 ( )] in older persons ( 65) than in younger persons [RR=1.06 ( )] (p for interaction: 0.10) Martin Röösli 40

41 Metabolisches Syndrom Sörensen et al. EHP, 2013: Danish Diet, Cancer and Health cohort of 57,053 people, years of age at enrolment in ,869 incident diabetes cases identified in a national diabetes registry between enrollment and 2006 (diabetes type not specified). Association L den and diabetes: IRRs (95% CIs) of diabetes per 10-dB road traffic noise exposure (L den ): Martin Röösli 41

42 Schlussfolgerung Nur wenig gute Studien zu Herz-Kreislauferkrankungen und Verkehrslärm und insbesondere zu Fluglärm. Studienresultate in Bezug auf Blutdruck sehr unterschiedlich. Offene Fragen: 1. Welche Herz-Kreislauferkrankungen sind betroffen? 2. Dosis-Wirkungsbeziehung: ab welcher Belastung tritt Schädigung ein? 3. Ist Dosis-Wirkungsbeziehung für verschiedene Lärmarten unterschiedlich? 4. Gibt es Zeiten (in der Nacht), wo die Lärmbelastung besonders schädigend wirkt? 5. Welche Personen sind einem erhöhten Risiko ausgesetzt? 6. Wird die Expositions-Wirkungsbeziehung unterschätzt wegen Ungenauigkeiten in der Abschätzung der Lärmbelastung? 7. Störgrössen (Confounder) bei epidemiologischen Studien. Martin Röösli 42