Albo Czyste Powietrze, albo zdrowie nas i naszych dzieci

Według szacunków Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego oraz Europejskiej Agencji Środowiska w naszym kraju przedwcześnie z powodu zanieczyszczenia powietrza umiera ok. 40 tysięcy osób rocznie! Niestety, wiedza Polaków na temat szkodliwych efektów smogu jest bardzo ograniczona – pisze prof. Piotr CZAUDERNA

.Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że każdego roku 2,4 miliona ludzi umiera z powodu negatywnego wpływu zanieczyszczenia powietrza na zdrowie. Strategie łagodzące, takie jak zmiany w technologii silników Diesla czy wymiana starych piecyków grzewczych (takie jak polski Program Czyste Powietrze), mogą skutkować mniejszą liczbą przedwczesnych zgonów, jak dowodzi Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych.

Wynika to z faktu, że zanieczyszczenie powietrza bardzo istotnie wpływa na choroby układu oddechowego. Odpowiada za to tzw. pył zawieszony (PM), czyli złożona mieszanina cząstek stałych i ciekłych zawieszonych w powietrzu, które są uwalniane do atmosfery podczas spalania węgla, benzyny, oleju napędowego czy drewna. Cząsteczki te powstają również w wyniku reakcji chemicznych tlenków azotu i związków organicznych występujących w środowisku. Roślinność i zwierzęta gospodarskie są również źródłami pyłu zawieszonego. W dużych miastach jego produkcja jest przypisywana samochodom, zwłaszcza ciężarowym, piecykom grzewczym i elektrowniom węglowym. Wpływ PM na zdrowie zależy od kilku czynników, w tym od: wielkości i składu cząstek, poziomu i czasu trwania narażenia oraz płci, wieku i wrażliwości osoby narażonej. Objawami narażenia mogą być: uporczywy kaszel, ból gardła, pieczenie oczu i ucisk w klatce piersiowej. Pył zawieszony może również wywoływać astmę, a nawet prowadzić do przedwczesnej śmierci, szczególnie u osób starszych z chorobami współistniejącymi. Ponadto osoby aktywne na świeżym powietrzu są bardziej narażone, ponieważ aktywność fizyczna zwiększa ilość PM przedostających się do dróg oddechowych. Osoby chore (np. na cukrzycę czy niedożywienie) również są narażone na zwiększone ryzyko zachorowań.

Drogi oddechowe stanowią punkt przedostawania się do organizmu zanieczyszczeń, które z kolei mogą powodować choroby płuc. Cząsteczki pyłu zawieszonego mogą osadzać się w dowolnym z trzech przedziałów oddechowych: zewnątrzpiersiowym, tchawiczo-oskrzelowym i pęcherzykowym. PM o średnicy > 10 mikrometrów (duże cząstki) osadzają się w okolicy zewnątrzpiersiowej, PM o średnicy od 5 do 10 mikrometrów osadzają się w okolicy tchawiczo-oskrzelowej, a z kolei cząsteczki o średnicy < 2,5 mikrometrów (drobne cząstki) osadzają się w okolicy pęcherzyków płucnych.

Największe obawy są związane z cząstkami, które przenikają do okolicy tchawiczo-oskrzelowej i pęcherzykowej. Szybkość i wielkość ich depozycji może być również zwiększona u osób z wcześniej istniejącą chorobą układu oddechowego. Sugerowano, że cząsteczki o średnicy <0,1 mikrometra (cząstki ultradrobne) są bardziej toksyczne niż większe cząstki, ponieważ mogą pokrywać w większym stopniu powierzchnię pęcherzyków płucnych. Dodatkowo mogą one wnikać głęboko do płuc i przedostawać się do krwiobiegu, powodując najpoważniejsze uszkodzenia ogólnoustrojowe (w zakresie układu sercowo-naczyniowego i centralnego układu nerwowego).

Jednym z mechanizmów obronnych gospodarza jest fagocytoza cząsteczek ultradrobnych przez makrofagi pęcherzykowe. Jednak ze względu na swój niewielki rozmiar cząstki mogą stanowić przeszkodę w fagocytozie makrofagów, co powoduje ich zwiększoną penetrację, która powoduje z kolei szkodliwe skutki w innych narządach (np. mózgu, sercu, szpiku kostnym itp.). Badania toksykologiczne wykazały translokację cząstek z błony śluzowej węchowej poprzez aksony do opuszki węchowej mózgu. Czynności wykonywane w domu, które powodują powstawanie takich cząstek, obejmują gotowanie (w piekarnikach, opiekanie, smażenie, grillowanie), ale i sprzątanie (ścieranie kurzu, zamiatanie, odkurzanie), a nawet przemieszczanie się ludzi.

Ogólnie rzecz biorąc, cząstki zawieszone wzmagają ostre i istniejące wcześniej choroby układu oddechowego, w tym infekcje wirusowe, astmę, zapalenie oskrzeli oraz przewlekłe choroby układu oddechowego. Wiele metali przejściowych obecnych w cząstkach służy jako katalizatory reakcji podobnej do reakcji Fentona, która inicjuje produkcję reaktywnych form tlenu i azotu, co z kolei prowadzi do reakcji zapalnej organizmu. Za szkodliwe efekty smogu odpowiadają bowiem nie tylko cząstki zawieszone, ale także:

• ozon w warstwie przyziemnej (O₃): jest on głównym składnikiem smogu, a jednocześnie silnym czynnikiem drażniącym płuca, który wywołuje ataki astmy, upośledza funkcję płuc oraz powoduje ból w klatce piersiowej i kaszel;
  
  
• dwutlenek azotu (NO₂): pochodzi głównie z emisji spalin samochodowych i elektrowni; powoduje stany zapalne dróg oddechowych i zwiększa podatność na infekcje dróg oddechowych;
  
  
• dwutlenek siarki (SO₂): uwalniany jest podczas spalania paliw kopalnych zawierających siarkę; powoduje zwężenie dróg oddechowych i może wywołać astmę;
  
  
• tlenek węgla (CO): pogarsza transport tlenu we krwi, co jest szczególnie niebezpieczne dla osób z chorobami serca;
  
  
• wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA): należą do klasy substancji chemicznych pochodzących ze spalin samochodowych i spalania paliw; są silnie powiązane z uszkodzeniami neurologicznymi;
  
  
• ołów: nawet niewielkie narażenie na pył może spowodować trwałe uszkodzenia neurologiczne i obniżenie ilorazu inteligencji.
  
  

.Choroby alergiczne, takie jak astma i nieżyt nosa, są bardzo powszechne u dzieci i młodych dorosłych. Ekspozycja takich pacjentów na specyficzne aeroalergeny, takie jak pyłki roślin, prowadzi do szeregu zmian immunologicznych, które mogą skutkować rozwojem astmy. Udowodniono naukowo, że zwiększone zanieczyszczenie powietrza wpływa na produkcję pyłków, co z kolei negatywnie wpływa na częstość występowania i nasilenie astmy alergicznej.

Z drugiej strony zanieczyszczenia związane z ruchem drogowym mogą powodować uwalnianie alergenów z ziaren pyłków, co prowadzi do wzrostu stężenia alergenów pyłkowych w powietrzu. Na przykład holenderskie dzieci uczęszczające do szkół znajdujących się w odległości do 400 m od głównej drogi wykazywały zwiększone objawy uczulenia na alergeny zewnętrzne; związek między objawami a zanieczyszczeniami związanymi z ruchem drogowym był obserwowany głównie u dzieci wrażliwych na alergeny.

Pierwsze badanie populacyjne, które wykazało znaczną poprawę oczekiwanej długości życia w związku ze zmniejszeniem stężenia PM2,5, przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych. Wykazało ono wyraźny związek między zmniejszeniem stężenia drobnych cząstek a oczekiwaną długością życia. Ta obserwacja została też potwierdzona w badaniu kohortowym przeprowadzonym wśród dorosłych Szwajcarów, które wykazało, że obniżenie poziomu PM10 w powietrzu atmosferycznym wiązało się ze zmniejszeniem objawów ze strony układu oddechowego.

Zmniejszenie poziomu zanieczyszczenia powietrza można osiągnąć na wiele sposobów, a rządy państw mogą odegrać w tym kluczową rolę. Na przykład podczas Igrzysk Olimpijskich w Pekinie w roku 2008 chiński rząd był w stanie skutecznie kontrolować zanieczyszczenie powietrza. Spowodowało to spadek o ponad 40 proc. średniej liczby wizyt ambulatoryjnych z powodu astmy podczas igrzysk olimpijskich w porównaniu z okresem przed rozpoczęciem imprezy. Istnieją zatem mocne dowody na to, że zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza może mieć pozytywny wpływ na zapobieganie chorobom i że skoordynowane działania polityczne w tym zakresie mogą mieć znaczenie dla zdrowia populacji.

Na czele listy miast świata o najbardziej zanieczyszczonym powietrzu, biorąc pod uwagę tzw. AQI (Air Quality Index), znajdują się głównie aglomeracje z Indii, potem z Pakistanu i Chin. Na czele listy są: Baghpat i Kurukszetra (Indie) oraz Suihua (Chiny). Z kolei za kraj o najbardziej zanieczyszczonym w Europie powietrzu uchodzi Bośnia i Hercegowina. Do polskich miast z najbardziej zanieczyszczonym powietrzem należą: Żywiec, Pszczyna i Rybnik, a z miast dużych są to: Kraków (ogólnie na siódmym miejscu listy), Zabrze i Katowice. Do najbardziej zanieczyszczonych krajów pod względem poziomów cząsteczek PM10 należą: Mongolia, Botswana, Pakistan i, o dziwo, Arabia Saudyjska, a w Europie: Grecja, Włochy i Hiszpania.

Zanieczyszczenie powietrza wpływa obecnie na zdrowie milionów ludzi. Są dowody na to, że wpływa ono na pacjentów z ograniczeniami wydolności oddechowej lub z wcześniej istniejącymi chorobami układu oddechowego albo sercowo-naczyniowego i może nawet prowadzić do przedwczesnej śmierci, szczególnie u osób starszych.

Działania na rzecz zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza mogą przybierać wiele form. Niektóre z nich obejmują planowanie urbanistyczne, rozwój technologiczny (np. projektowanie nowych pojazdów, które emitują mniej zanieczyszczeń), a na poziomie rządowym wprowadzenie nowych przepisów czy finansowanie programów wymiany starych piecyków gazowych. Takim przykładem jest polski program „Czyste powietrze”, który cieszył się ogromnym powodzeniem. Niestety, najpierw został czasowo wstrzymany przez obecny rząd z powodu oskarżenia poprzedników o korupcję i wielkie nieprawidłowości, co się nie potwierdziło, a teraz nie udaje mu się nadać odpowiedniego tempa i rozmachu.

Poniżej znajduje się zestawienie szkodliwych skutków zdrowotnych zanieczyszczenia powietrza, podzielone według typu szkód w organizmie:

1. Układ oddechowy (płuca i drogi oddechowe)

• Podrażnienie i stan zapalny: zanieczyszczenia takie jak ozon (O₃) i dwutlenek azotu (NO₂) mogą podrażniać drogi oddechowe, powodując kaszel, świszczący oddech, duszność i ból gardła.
  
  
• Zaostrzenie astmy i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP): zanieczyszczenie powietrza jest głównym czynnikiem wywołującym ataki astmy, prowadząc do zwiększonego stosowania leków, wizyt na pogotowiu i hospitalizacji. Pogarsza również przebieg przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP).
  
  
• Zwiększenie liczby infekcji dróg oddechowych: uszkadzając mechanizmy obronne płuc, zanieczyszczenie zwiększa podatność na infekcje, takie jak zapalenie płuc i oskrzeli.
  
  
• Ograniczenie funkcji płuc: długotrwała ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza wiąże się z trwałym pogorszeniem funkcji płuc i zaburzeniami rozwoju płuc u dzieci.
  
  
• Rak płuc: Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) sklasyfikowała zanieczyszczenie powietrza zewnętrznego, a w szczególności pył zawieszony (PM), jako czynnik rakotwórczy grupy 1, co oznacza, że ​​jest on potwierdzoną przyczyną raka u ludzi.
  

2. Układ sercowo-naczyniowy (serce i naczynia krwionośne)

• Drobne cząstki stałe pyłu zawieszonego (PM2,5) są na tyle małe, że przedostają się z płuc do krwiobiegu, powodując uszkodzenia ogólnoustrojowe.
  
  
• Zawały serca i udary mózgu: zanieczyszczenia powodują stany zapalne naczyń krwionośnych, przyczyniają się do odkładania się blaszek miażdżycowych i wpływają na krzepnięcie krwi, znacznie zwiększając ryzyko zawałów serca i udarów niedokrwiennych.
  
  
• Niewydolność serca: może się pogorszyć lub nawet rozwinąć wskutek ekspozycji na PM.
  
  
• Arytmie (nieregularne bicie serca): narażenie na wysokie poziomy zanieczyszczeń może wywołać nieregularny rytm serca.
  
  
• Nadciśnienie tętnicze: długotrwałe narażenie na zanieczyszczenia wiąże się z rozwojem nadciśnienia tętniczego.
  
  

3. Mózg i układ nerwowy – związek między zanieczyszczeniem powietrza a uszkodzeniami neurologicznymi budzi coraz większe obawy

• Udar mózgu: zanieczyszczenie powietrza jest jednym z głównych czynników ryzyka udaru mózgu.
  
  
• Choroby neurodegeneracyjne: coraz więcej dowodów wskazuje na związek między długotrwałą ekspozycją na drobne cząstki a zwiększonym ryzykiem demencji, choroby Alzheimera i choroby Parkinsona. Uważa się, że jest to spowodowane procesami zapalnymi w układzie nerwowym oraz stresem oksydacyjnym.
  

4. Inne narządy i układy

• Skóra: zanieczyszczenie może przyspieszyć starzenie się skóry, powodować powstawanie zmarszczek i plam starczych oraz zaostrzać schorzenia takie jak egzema i trądzik.
  
  
• Oczy: smog może powodować podrażnienia, suchość i zaczerwienienie, a także zwiększać ryzyko chorób takich jak zapalenie spojówek.
  
  
• Układ endokrynny: niektóre badania sugerują związek między zanieczyszczeniem powietrza a zwiększonym ryzykiem cukrzycy typu 2.
  

.Na zanieczyszczenie powietrza szczególnie narażone są pewne specyficzne grupy społeczne, na przykład: dzieci, których narządy wciąż się rozwijają i które oddychają większą ilością powietrza w przeliczeniu na kilogram masy ciała; osoby starsze, które często mają schorzenia współistniejące; osoby z wcześniej istniejącymi chorobami serca lub płuc (np. astma, POChP, choroba wieńcowa), kobiety w ciąży i ich rozwijające się płody; osoby pracujące lub ćwiczące na świeżym powietrzu; wreszcie społeczności o niskich dochodach i zmarginalizowane, dotknięte tzw. ubóstwem energetycznym, które zamieszkują w pobliżu głównych źródeł zanieczyszczeń, takich jak autostrady i zakłady przemysłowe, i korzystają ze złej jakości paliw grzewczych.

Warto szczegółowo wspomnieć o niezwykle szkodliwych skutkach zdrowotnych zanieczyszczenia powietrza dla dzieci w zakresie:

1. Rozwoju i funkcji płuc

• Zmniejszony wzrost i pojemność płuc: długotrwałe narażenie na zanieczyszczenie powietrza, zwłaszcza pył zawieszony (PM2,5) i dwutlenek azotu (NO₂), może upośledzać wzrost płuc. Dzieci w silnie zanieczyszczonych obszarach mogą nigdy nie osiągnąć pełnego potencjału funkcji płuc.
  
  
• Częstsze występowanie chorób układu oddechowego: zanieczyszczenia uszkadzają wyściółkę (nabłonek) dróg oddechowych i osłabiają mechanizmy obronne, co prowadzi do częstszych i cięższych infekcji dróg oddechowych, takich jak zapalenie oskrzeli i zapalenie płuc.
  
  
• Wyzwalanie i powodowanie astmy: zanieczyszczenie powietrza jest głównym czynnikiem wywołującym ataki astmy u dzieci, które już na nią chorują. Coraz więcej dowodów sugeruje też, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza związane z ruchem drogowym może powodować nowe przypadki astmy u dzieci.
  

2. Rozwoju mózgu i układu nerwowego

• Opóźnienia neurorozwojowe: narażenie na pył zawieszony (PM2,5) i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) wiąże się z opóźnieniem rozwoju poznawczego i motorycznego u niemowląt i małych dzieci.
  
  
• Deficyty poznawcze i wyniki w nauce: badania pokazują, że dzieci narażone na wysoki poziom zanieczyszczenia powietrza, szczególnie spowodowany ruchem ulicznym, mogą mieć: osłabioną pamięć i niższe wyniki w testach inteligencji, gorsze wyniki w testach standaryzowanych, skrócony czas koncentracji uwagi i nasilone problemy behawioralne (np. objawy podobne do ADHD).
  
  
• Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD): kilka badań wykazało związek między narażeniem na wysoki poziom zanieczyszczenia powietrza w czasie ciąży i wczesnego dzieciństwa a wyższym ryzykiem wystąpienia ASD.
  

3. Skutków prenatalnych i we wczesnej młodości

• Narażenie kobiety w ciąży na zanieczyszczenie powietrza może mieć wpływ na płód, prowadząc do: porodu przedwczesnego, niskiej masy urodzeniowej oraz powstania wad wrodzonych.
  
  
• Niektóre badania sugerują związek między prenatalnym narażeniem na niektóre toksyny zawarte w powietrzu a zwiększonym ryzykiem nowotworów wieku dziecięcego, zwłaszcza białaczki.
  

4. Długoterminowych zagrożeń dla zdrowia

• Uszkodzenia w dzieciństwie stanowią podłoże przewlekłych problemów zdrowotnych w późniejszym życiu, np. zwiększonego ryzyka rozwoju chorób przewlekłych u dorosłych, takich jak POChP. Ogólnoustrojowy stan zapalny wywołany zanieczyszczeniem powietrza zwiększa również ryzyko chorób układu krążenia, otyłości i cukrzycy typu 2 w ciągu całego życia.
  
  

Dlatego właśnie ochrona dzieci przed zanieczyszczeniem powietrza jest jednym z najważniejszych priorytetów zdrowia publicznego.

.Podsumowując, zanieczyszczenie powietrza stanowi nie tylko problem środowiskowy, ale poważny kryzys zdrowia publicznego. Przyczynia się ono do milionów przedwczesnych zgonów na całym świecie każdego roku z powodu chorób serca, udaru mózgu, raka płuc i infekcji dróg oddechowych.

By zakończyć ten tekst czymś bardziej optymistycznym, dodajmy, że coraz więcej badań pokazuje, że u osób z niskim poziomem przeciwutleniaczy niektóre suplementy diety (jak na przykład witaminy C+E oraz B czy też olej rybi) mogłyby być stosowane jako obiecujący sposób na zmniejszenie podatności płuc i układu sercowo-naczyniowego na zanieczyszczenie powietrza i zapewnienie alternatywnej strategii neutralizacji wpływu smogu na zdrowie. Wymaga to jednak dalszych badań.

Piotr Czauderna