Εξέλιξη και πρόγνωση καρδιοπαθειών στην περιβαλλοντικά βεβαρημένη περιοχή του λεκανοπεδίου Κοζάνης στα πλαίσια υφιστάμενων ή νέων φυσικομαθηματικών μοντέλων, για το στρατηγικό σχεδιασμό αντιμετώπισής των

Abstract

Air pollution constitutes one of the most significant environmental challenges of the modern era, exerting both direct and indirect effects on public health, with particularly pronounced impacts on the cardiovascular system. The present doctoral dissertation focuses on the investigation of the evolution and forecasting of cardiovascular diseases in the environmentally burdened area of the Kozani basin and, more broadly, in the Region of Western Macedonia, within the context of atmospheric pollution and the long-term and short-term exposure of the population to major air pollutants. The study area is characterized by intense and long-standing environmental pressure resulting from energy production and industrial activities, rendering it particularly suitable for examining the relationship between environmental degradation and human health. The primary aim of the dissertation is the systematic documentation of the temporal evolution of air quality and the investigation of its relationship with cardiovascular morbidity, as expressed through hospital admissions for cardiovascular diseases. The research seeks to elucidate both the cumulative effects of long-term exposure to air pollutants and the potential triggering role of short-term exposure in the onset or exacerbation of acute cardiovascular events. At the same time, spatial variations in cardiovascular morbidity are examined, taking into account the level of environmental burden and the specific characteristics of the individual geographical units within the study area. The methodological approach of the dissertation is based on a quantitative, retrospective, and observational analysis, utilizing secondary data on air pollution and hospital admissions for cardiovascular diseases over an extended multi-year period. Air quality data concern key pollutants associated with combustion processes and anthropogenic activities, while health data were obtained from the main hospital units operating in Western Macedonia. The analytical framework includes descriptive statistical analysis to identify trends and temporal fluctuations, as well as inferential statistical analysis to explore statistically significant associations between pollutant concentrations and cardiovascular hospital admissions. The results of the study demonstrate that air pollution in the study area exhibits substantial temporal and spatial variability; however, pollutant levels frequently remain sufficiently high to adversely affect public health. The analysis of hospital admissions revealed marked differences among geographical units, with higher levels of cardiovascular morbidity recorded in areas experiencing more intense and prolonged environmental burden. Furthermore, inferential analysis indicated that, for specific categories of cardiovascular diseases—such as arrhythmias, heart failure, and other acute cardiac events—statistically significant associations exist with elevated concentrations of air pollutants, both in the long-term and short-term exposure horizons. The findings of the dissertation support the hypothesis that air pollution functions both as a chronic aggravating factor and as a potential triggering mechanism for cardiovascular events, particularly among population groups characterized by increased vulnerability. Overall, the research highlights air pollution as a critical determinant of cardiovascular morbidity in the study area and underscores the necessity for integrated policy interventions that combine improvements in air quality with strategic prevention and protection of public health. The dissertation contributes substantially to scientific knowledge by providing empirically grounded evidence from an environmentally burdened region and offers valuable insights for the design of future research initiatives and evidence-based policy measures.

Η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα της σύγχρονης εποχής, με άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις στη δημόσια υγεία και ιδιαίτερα στο καρδιαγγειακό σύστημα. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στη διερεύνηση της εξέλιξης και της πρόγνωσης των καρδιαγγειακών παθήσεων στην περιβαλλοντικά βεβαρημένη περιοχή του λεκανοπεδίου της Κοζάνης και ευρύτερα στην Περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας, στο πλαίσιο της επίδρασης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και της μακροχρόνιας και βραχυχρόνιας έκθεσης του πληθυσμού σε βασικούς ατμοσφαιρικούς ρύπους. Η περιοχή μελέτης χαρακτηρίζεται από έντονη και πολυετή περιβαλλοντική επιβάρυνση λόγω ενεργειακών και βιομηχανικών δραστηριοτήτων, γεγονός που την καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλη για τη μελέτη της σχέσης μεταξύ περιβάλλοντος και υγείας. Σκοπός της διατριβής είναι η συστηματική αποτύπωση της διαχρονικής εξέλιξης της ποιότητας του αέρα και η διερεύνηση της σχέσης της με την καρδιαγγειακή νοσηρότητα, όπως αυτή εκφράζεται μέσω των νοσοκομειακών εισαγωγών για καρδιαγγειακές παθήσεις. Η έρευνα επιδιώκει να αναδείξει τόσο τη σωρευτική επίδραση της μακροχρόνιας έκθεσης σε ατμοσφαιρικούς ρύπους όσο και τον πιθανό εκλυτικό ρόλο της βραχυχρόνιας έκθεσης στην εμφάνιση ή επιδείνωση οξέων καρδιαγγειακών επεισοδίων. Παράλληλα, εξετάζονται χωρικές διαφοροποιήσεις στη νοσηρότητα, με βάση το επίπεδο περιβαλλοντικής επιβάρυνσης και τα χαρακτηριστικά των επιμέρους γεωγραφικών ενοτήτων της περιοχής μελέτης. Η μεθοδολογική προσέγγιση της διατριβής βασίζεται σε ποσοτική, αναδρομική και παρατηρησιακή ανάλυση, αξιοποιώντας δευτερογενή δεδομένα ατμοσφαιρικής ρύπανσης και δεδομένα νοσοκομειακών εισαγωγών για καρδιαγγειακές παθήσεις σε βάθος πολυετούς χρονικού διαστήματος. Τα δεδομένα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης αφορούν βασικούς ρύπους που συνδέονται με καύσεις και ανθρωπογενείς δραστηριότητες, ενώ τα δεδομένα υγείας προέρχονται από τις κύριες νοσοκομειακές μονάδες της Δυτικής Μακεδονίας. Η ανάλυση περιλαμβάνει περιγραφική στατιστική επεξεργασία για την αποτύπωση τάσεων και διακυμάνσεων, καθώς και επαγωγική ανάλυση για τη διερεύνηση στατιστικά σημαντικών συσχετίσεων μεταξύ επιπέδων ρύπανσης και καρδιαγγειακών εισαγωγών.Τα αποτελέσματα της έρευνας καταδεικνύουν ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση στην περιοχή μελέτης παρουσιάζει σημαντικές διαχρονικές και χωρικές διακυμάνσεις, ωστόσο παραμένει σε επίπεδα ικανά να επηρεάσουν αρνητικά τη δημόσια υγεία. Η ανάλυση των νοσοκομειακών εισαγωγών ανέδειξε διαφοροποιήσεις μεταξύ των επιμέρους γεωγραφικών ενοτήτων, με υψηλότερη καρδιαγγειακή νοσηρότητα να καταγράφεται στις περιοχές με εντονότερη και μακροχρόνια περιβαλλοντική επιβάρυνση. Παράλληλα, η επαγωγική ανάλυση έδειξε ότι σε συγκεκριμένες κατηγορίες καρδιαγγειακών παθήσεων, όπως οι αρρυθμίες, η καρδιακή ανεπάρκεια και άλλα οξέα καρδιακά επεισόδια, παρατηρούνται στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις με αυξημένες συγκεντρώσεις ατμοσφαιρικών ρύπων, τόσο σε μακροχρόνιο όσο και σε βραχυχρόνιο ορίζοντα έκθεσης. Τα ευρήματα της διατριβής υποστηρίζουν την υπόθεση ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση λειτουργεί τόσο ως χρόνιος επιβαρυντικός παράγοντας όσο και ως δυνητικός εκλυτικός μηχανισμός καρδιαγγειακών επεισοδίων, ιδιαίτερα σε πληθυσμιακές ομάδες αυξημένης ευαλωτότητας. Συνολικά, η έρευνα αναδεικνύει ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί κρίσιμο προσδιοριστικό παράγοντα καρδιαγγειακής νοσηρότητας στην περιοχή μελέτης και υπογραμμίζει την ανάγκη για ολοκληρωμένες πολιτικές παρεμβάσεις που θα συνδυάζουν τη βελτίωση της ποιότητας του αέρα με τη στρατηγική πρόληψη και προστασία της δημόσιας υγείας. Η διατριβή συμβάλλει ουσιαστικά στην επιστημονική γνώση, παρέχοντας εμπειρικά τεκμηριωμένα αποτελέσματα από μια περιβαλλοντικά επιβαρυμένη περιοχή, και προσφέρει χρήσιμα εργαλεία για τον σχεδιασμό μελλοντικών ερευνητικών και πολιτικών πρωτοβουλιών.