Zanieczyszczenie powietrza

Zanieczyszczenie powietrza

Nowe badania pokazują, że nawet niski poziom zanieczyszczenia powietrza może wywołać niebezpieczne zmiany w naczyniach krwionośnych, co podkreśla pilną potrzebę zapewnienia czystego powietrza w celu ochrony zdrowia serca na całym świecie.

Przegląd: Zanieczyszczenie powietrza i miażdżyca

Artykuł opublikowany w niedawnym artykule w czasopiśmieMiażdżycaNaukowcy przedstawili przegląd tego, w jaki sposób zanieczyszczenie powietrza przyczynia się do inicjacji i nasilenia miażdżycy. Podsumowali badania łączące narażenie na zanieczyszczenia powietrza ze zmianami fizycznymi w naczyniach krwionośnych i wyjaśnili procesy biologiczne. W artykule dokonano syntezy istotnej literatury podkreślającej rolę zanieczyszczeń powietrza, zwłaszcza drobnych cząstek (PM2,5), w przyspieszaniu miażdżycy. Stan ten stwarza poważne ryzyko dla zdrowia układu krążenia i wymaga pilnych ogólnoświatowych działań łagodzących.

tło

Choroby układu krążenia (CVD) pozostają największym zabójcą na świecie, powodując ponad 20 milionów zgonów na całym świecie. Chociaż globalna częstość występowania chorób sercowo-naczyniowych spada, rzeczywista liczba zgonów z przyczyn sercowo-naczyniowych w wielu krajach wciąż rośnie z powodu starzenia się i powiększania się populacji.

Miażdżyca, charakteryzująca się gromadzeniem się tłuszczów (lipidów) w wewnętrznej wyściółce tętnic, a także komórek zapalnych, które z czasem tworzą złożone blaszki tłuszczowe, może prowadzić do niestabilności płytki, prowadząc do erozji lub pęknięcia. Może to powodować udary lub zawały serca i jest główną przyczyną wielu chorób sercowo-naczyniowych.

Chociaż tradycyjne czynniki ryzyka, takie jak palenie tytoniu, wysokie ciśnienie krwi, dieta bogata w tłuszcze nasycone i niska aktywność fizyczna są dobrze znane, obecnie uznaje się, że czynniki środowiskowe, takie jak zanieczyszczenie powietrza, mają znaczący wpływ na ryzyko sercowo-naczyniowe.

Zanieczyszczenie powietrza na zewnątrz lub w „otoczeniu” obejmuje szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek azotu (NO2), dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO) i ozon (O3), a także cząstki stałe (PM) o różnej wielkości (PM10, PM2,5 i ultradrobne cząstki lub UFPS/UFPS/Nanocząsteczki). Ultradrobne cząstki ze źródeł spalania, takich jak spaliny pojazdów (zawierające mieszaninę węgla, związków organicznych i metali) są szczególnie szkodliwe, ponieważ mogą wywoływać stres oksydacyjny (rodzaj uszkodzenia komórek) i stany zapalne, pogarszające zdrowie układu sercowo-naczyniowego.

Zanieczyszczenie powietrza zostało niedawno uznane (na podstawie danych z 2021 r.) za drugi co do wielkości czynnik ryzyka śmiertelności i numer jeden czynnik ryzyka tzw. lat życia przeżytych z niepełnosprawnością. Oznacza to od 7 do 9 milionów przedwczesnych zgonów na całym świecie, z czego około 70% jest związanych ze zdarzeniami sercowo-naczyniowymi, takimi jak choroby serca i udar.

Skład i kategoryzacja zanieczyszczeń i cząstek powietrza. Górna połowa: Zanieczyszczenie powietrza może pochodzić z wielu źródeł i ogólnie można je scharakteryzować jako gazy, cząstki stałe i lotne ciecze, przy czym cząstki stałe obejmują cząstki o różnej wielkości i składzie. Dolna połowa: Przegląd mechanizmów łączących wdychanie zanieczyszczeń powietrza z upośledzeniem funkcji układu krążenia, promowaniem zachorowalności i śmiertelności.

Powiązanie zanieczyszczenia powietrza z miażdżycą

Zanieczyszczenie powietrza jest silnie powiązane z różnymi chorobami układu krążenia, w tym z różnymi postaciami chorób serca, udarem, wysokim ciśnieniem krwi i innymi problemami z naczyniami krwionośnymi. Spośród różnych substancji zanieczyszczających drobne cząstki stałe (PM2,5) stwarzają najbardziej spójne i największe ryzyko, chociaż najdrobniejsze cząstki PM również stanowią poważny problem.

Badania epidemiologiczne pokazują, że zanieczyszczenie powietrza, w szczególności pył PM2,5, wiąże się z wczesnymi oznakami i mierzalnymi wskaźnikami miażdżycy, takimi jak:

Metaanalizy wykazują znaczny wzrost CIMT związany z długotrwałym narażeniem na pył PM2,5, chociaż szacowana wielkość efektu jest różna, a czasami wyniki nie są statystycznie jasne (przy przedziałach ufności pokrywających się jedynie zerem). Dowody dotyczące PM10 i bliskości ruchu drogowego są mniej spójne i nadal stosunkowo ograniczone w przypadku substancji zanieczyszczających gazowych, takich jak dwutlenek azotu (NO2) i ozon (O3), w przypadku których powiązania były bardziej zróżnicowane. Szczególnie szkodliwe są sadza (znacznik sadzy powstający w wyniku spalania paliw) i podobne cząstki bogate w węgiel.

Ostatnie badania pokazują również, że narażenie na zanieczyszczenia powietrza we wczesnym okresie życia, w tym w niektórych przypadkach w czasie ciąży, może przyczyniać się do niekorzystnych zmian naczyniowych u dzieci i młodzieży. Chociaż wyniki są różne i nie zawsze są istotne statystycznie, pozytywne tendencje wskazują na długoterminowe ryzyko sercowo-naczyniowe. Narażenie na pył PM2,5 powiązano także z rozwojem płytek „wysokiego ryzyka” (bardziej podatnych na pękanie) u dorosłych.

Pomimo luk w dowodach, zwłaszcza dotyczących długotrwałego narażenia na bezstronne zanieczyszczenia, wpływu krótkotrwałego narażenia na PM na przyspieszenie miażdżycy oraz danych z krajów o niskich i średnich dochodach, ogólna literatura potwierdza silny związek między zanieczyszczeniem powietrza a rozwojem i postępem miażdżycy.

Potencjalne mechanizmy, dzięki którym zanieczyszczenia powietrza sprzyjają miażdżycy poprzez zapalenie.

Odkryj mechanizmy biologiczne

Zanieczyszczenia powietrza, zwłaszcza drobne cząstki (PM2,5), sprzyjają miażdżycy poprzez wiele szlaków biologicznych.

Narażenie na pył PM2,5 może prowadzić do szkodliwych zmian w lipidach we krwi, w tym do zwiększenia poziomu „złego” cholesterolu (LDL) i upośledzenia funkcji „dobrego” cholesterolu (HDL), czyniąc go mniej skutecznym w usuwaniu kwasów tłuszczowych z tętnic.

Wywołuje także stres oksydacyjny poprzez wytwarzanie szkodliwych cząsteczek (takich jak reaktywne formy tlenu lub RFT). Ten stres komórkowy sprzyja modyfikacji poziomu cholesterolu LDL, zwiększając prawdopodobieństwo jego odkładania się w ścianach tętnic i przyczyniając się do tworzenia „komórek piankowatych” (wczesny etap rozwoju płytki nazębnej). Niektóre zanieczyszczenia gazowe mogą również powodować tego typu stres.

Zanieczyszczenie powietrza powoduje ogólnoustrojowe zapalenie w całym organizmie. Może się tak zdarzyć, gdy zanieczyszczenia stymulują komórki odpornościowe w płucach, które następnie uwalniają sygnały stanu zapalnego do krwiobiegu, lub gdy drobne cząsteczki bezpośrednio aktywują komórki odpornościowe. Powoduje to wyższy poziom substancji prozapalnych (takich jak TNF-α i niektóre interleukiny) i zachęca więcej komórek odpornościowych (monocytów) do przemieszczania się i przedostawania się do płytek rozwojowych.

Narażenie na PM uszkadza wyściółkę naczyń krwionośnych (zaburzenie czynności śródbłonka), czyniąc je bardziej „lepkimi” i umożliwiając przedostanie się większej liczby białych krwinek do ścian tętnic. Cząsteczki spalin silników Diesla i ozon mogą pogłębić te szkody nawet bez udziału cząstek stałych, co podkreśla rolę szkodliwych gazów.

Zanieczyszczenia upośledzają także funkcję makrofagów (rodzaj komórek odpornościowych), co prowadzi do większego gromadzenia się w nich tłuszczu i sprzyjania śmierci tych komórek w blaszkach. Dzieje się tak częściowo dlatego, że zanieczyszczenia utrudniają makrofagom usuwanie martwych komórek (proces zwany eferocytozą). Inne komórki odpornościowe, takie jak komórki T, również przyczyniają się do ciągłego stanu zapalnego w ścianie naczynia.

W zaawansowanej miażdżycy narażenie na PM może sprawić, że blaszki staną się bardziej niestabilne i podatne na pękanie. Czyni to poprzez zwiększenie aktywności enzymów rozkładających osłonkę ochronną na płytce nazębnej (takich jak metaloproteinazy macierzy lub MMP) i promowanie czynników prowadzących do krzepnięcia krwi. Zwiększa to ryzyko tworzenia się blaszek miażdżycowych, stwardnienia tętnic (zwapnienia naczyń) i zdarzeń sercowo-naczyniowych.

Wnioski

Aktualne dowody naukowe wyraźnie wskazują, że zarówno cząstki stałe, jak i gazowe zanieczyszczenia powietrza mogą nasilać miażdżycę poprzez szkodliwe zmiany w lipidach we krwi, stres oksydacyjny, stany zapalne, uszkodzenie wyściółki naczyń krwionośnych i destabilizację płytki nazębnej. Autorzy zauważyli jednak, że potrzebne są dalsze badania, aby rozwiać pozostałe wątpliwości.

Przyszłe badania nad zanieczyszczeniem powietrza i miażdżycą powinny skupiać się na lepszych sposobach oceny miażdżycy u ludzi (takich jak zaawansowane, nieinwazyjne obrazowanie i ulepszone wykorzystanie osobistych monitorów zanieczyszczenia powietrza do rejestrowania indywidualnego narażenia).

Potrzebne są długoterminowe badania w różnych regionach, szczególnie w krajach o niskich i średnich dochodach, aby zrozumieć lokalne różnice w narażeniu i ryzyku. Należy kontynuować badania mechanistyczne, aby dokładnie zbadać, w jaki sposób różne zanieczyszczenia wpływają na organizm na poziomie molekularnym, powodując tworzenie się i pękanie płytki nazębnej, a także określić, które źródła zanieczyszczeń i składniki są najbardziej szkodliwe.

Należy również zbadać mniej zbadane zanieczyszczenia, takie jak mikrodrobiny plastiku w powietrzu, emisje z przepisów dotyczących opon i hamulców (w szczególności z cięższych pojazdów elektrycznych) oraz wpływ zmiany klimatu na mieszaniny zanieczyszczeń. Kluczowe będzie połączenie wyników badań populacyjnych i badań laboratoryjnych.

Badania powinny również zbadać, w jaki sposób zanieczyszczenie powietrza oddziałuje z innymi czynnikami ryzyka, takimi jak hałas, upał, dieta i istniejące warunki zdrowotne, a także wyjaśnić, w jaki sposób miażdżyca może zwiększać podatność jednostek na zanieczyszczenia. Na koniec kluczowa jest ocena skuteczności różnych interwencji – od środków osobistych, takich jak używanie oczyszczaczy powietrza lub zmiana nawyków podróżowania, po szersze polityki, takie jak:

Źródła: