Prof. Cezary Pałczyński z UM w Łodzi: smog skraca długość życia

Zapraszamy do zapoznania się z pierwszą częścią obszernego wywiadu z profesorem dr hab. med. Cezarym Pałczyńskim, ekspertem z zakresu chorób wewnętrznych, astmy i alergii. W wywiadzie omówimy podstawowe kwestie związane ze zjawiskiem smogu w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem sektora transportu oraz wyjaśnimy, jaki wpływ na nasze zdrowie wywiera zanieczyszczenie powietrza.

ORPA.PL:

Jakie są negatywne skutki zdrowotne ekspozycji na smog? Czy znane są dane epidemiologiczne dotyczące wpływu smogu na umieralność i zapadalność na choroby przewlekłe?

Prof. Cezary Pałczyński:

Po pierwsze należy wyjaśnić czym jest smog. Termin “smog” stosowany jest w Polsce zamiennie z zanieczyszczeniami powietrza, a nie są to przecież synonimy. Smog jest złożeniem angielskich słów “smoke” – dym i “fog” -mgła. Obecność fazy ciekłej, w tym przypadku cząsteczek wody, stanowiącej rozpuszczalnik dla wielu substancji w tym dwutlenku siarki, warunkuje dużą szkodliwość powstałego aerozolu.  Słynny smog londyński (inaczej smog kwaśny), który spowodował śmierć wielu tysięcy Brytyjczyków był po prostu aerozolem kwasów, głównie siarkawego, działającym bezpośrednio toksycznie na układ oddechowy, sprzyjając zaostrzeniom przewlekłych chorób układu oddechowego i krążenia oraz zapaleniom oskrzeli i płuc.

ORPA.PL:

Czy w Polsce mamy do czynienia ze smogiem „typu londyńskiego”?

Prof. Cezary Pałczyński:

W polskich warunkach taki smog rzeczywiście występuje, szczególnie w obrębie kotlin górskich a warunkiem jego powstania jest zjawisko inwersji termicznej (wychłodzenie dolnych warstw atmosfery – ich temperatura musi być niższa od temperatury warstw wyższych). W ten sposób powstaje prawdziwa komora gazowa – zanieczyszczenia powietrza zalegają przez dłuższy czas blisko powierzchni ziemi. W Polsce źródłem smogu są głównie piece spalające paliwa stałe używane do ogrzewania pojedynczych budynków i silniki spalinowe, szczególnie wysokoprężne pozbawione czynnych filtrów cząstek stałych. Należy tu podkreślić, że spalanie biomasy jest także bardzo istotnym źródłem zanieczyszczeń powietrza i smogu, a szkodliwość emitowanych tu spalin w niczym nie ustępuje a nawet przewyższa szkodliwość spalin węgla. A zatem wykorzystanie tego typu odnawialnych źródeł energii (biomasa) nie jest w żadnym wypadku panaceum na uzyskanie zdrowego powietrza.

ORPA.PL:

A w jaki sposób smog wpływa na nasze zdrowie?

Prof. Cezary Pałczyński:

Zanieczyszczenia powietrza (w tym składniki klasycznego smogu) wywołują w układzie oddechowym tzw. stres oksydacyjny i nitrozacyjny bezpośrednio skutkujący nieswoistą reakcją zapalną. W ten sposób dochodzi do zwiększenia ryzyka infekcji i alergizacji.

Bardzo ważną frakcję zanieczyszczeń powietrza stanowią cząstki niegazowe w tym stałe. Cząstki niegazowe – PM (ang. particulate matter) są klasyfikowane ze względu na rozmiar. Wyróżnia się: PM10, których średnica aerodynamiczna wynosi 10 µm lub mniej; drobne PM2,5 (FPs, ang.fine particles) o średnicy aerodynamicznej 2,5 µm lub mniejszej; najdrobniejsze (ultradrobne) cząstki (UFPs, ang. ultrafine particles) o średnicy 100 nm (PM0.1) lub mniejszej. A zatem frakcja PM10 zawiera zarówno PM2,5, jak i PM0.1, a frakcja PM2,5 – PM0.1.

Wyniki wielu badań wskazują na korelację pomiędzy długoterminowym narażeniem na PM2,5 a umieralnością całkowitą, umieralnością związaną z chorobami układu krążenia i umieralnością związaną z rakiem płuca. Natomiast w stosunku do cząstek o większej średnicy związku takiego nie stwierdzono. Zwiększona umieralność przekłada się także na skrócenie oczekiwanej długości życia. Tego typu ekspozycja w Polsce może skrócić życie o ponad rok. Warto zaznaczyć, że zjawisko wpływu PM2,5 na umieralność zaobserwowano także w przypadku poziomu ekspozycji poniżej zalecanych normatywów higienicznych.

Cząsteczki pyłu PM10 docierają do górnych dróg oddechowych i płuc. Ich inhalacja może wywołać podrażnienie błon śluzowych układu oddechowego i spojówek, kaszel i utrudnienie oddychania. Ponadto ekspozycja na pył zwiększa ryzyko infekcji układu oddechowego oraz zaostrzenia objawów chorób alergicznych i przewlekłej obturacyjnej choroby płuc. Nasilenie objawów zależy od stężenia pyłu w powietrzu, czasu ekspozycji, dodatkowego narażenia na czynniki pochodzenia środowiskowego oraz  podatności osobniczej.

PM2,5 absorbowane są w górnych i dolnych drogach oddechowych, a PM0.1 przenikają do krwi, inicjując zapalenie i aktywując układ krzepnięcia, a także układ współczulny, czego skutkiem są m.in. zaostrzenie choroby wieńcowej, zawały i niebezpieczne dla życia zaburzenia rytmu serca, wzrost ciśnienia tętniczego, udary mózgu. Szkodliwy wpływ cząstek drobnych na układ krążenia jest, obok działania rakotwórczego, najlepiej udokumentowany bogatym piśmiennictwie naukowym. Grupami szczególnego ryzyka są osoby starsze, osoby z przewlekłymi schorzeniami układu krążenia i układu oddechowego  (przewlekłą obturacyjną chorobą płuc), osoby otyłe i osoby z cukrzycą. Pyły drobne mogą powodować kaszel i trudności z oddychaniem, duszność, bóle w klatce piersiowej także u osób zdrowych, szczególnie w czasie wysiłku fizycznego. Odgrywają także znaczącą rolę w patogenezie miażdżycy i nadciśnienia tętniczego oraz cukrzycy.

PM są szczególnie ważne ze względu na ich zdolność do przenoszenia różnych związków chemicznych. Powietrze zanieczyszczone PM jest mieszaniną  stałych i płynnych cząstek, różniących się nie tylko rozmiarem, ale także składem chemicznym i rozkładem substancji chemicznych w cząstce, właściwościami fizycznymi, takimi jak masa, powierzchnia i kształt. Nie wszystkie PM charakteryzuje jednakowa szkodliwość. Z toksykologicznego punktu widzenia pyły mineralne prawdopodobnie charakteryzuje pięciokrotnie mniejsza szkodliwość od pyłów, których jądro utworzone jest z węgla. Te ostatnie są konglomeratem różnych składników otaczających jądro. W ich skład wchodzą między innymi lotne substancje organiczne, w tym węglowodory aromatyczne, takie jak benzen, toluen i ksylen; metale (żelazo, wanad, miedź, nikiel, cynk, mangan), furany, dioksyny, a także składniki pochodzenia biologicznego, np.  alergeny i endotoksyny. Skład chemiczny PM jest bardzo istotny ze względu na możliwość indukcji mutacji, kancerogenezy oraz zmian epigenetycznych (zmian ekspresji genów niemających związku ze zmianami sekwencji nukleotydów w DNA) przez substancje w nim zawarte. Szczególne znaczenie przypisywane jest cząsteczkom spalin emitowanych przez silniki wysokoprężne – Diesla (ang. Diesel-exhausted particles – DEP). Mają one działanie prozapalne, rakotwórcze, a ekspozycja na te cząstki jest m.in. czynnikiem ryzyka rozwoju astmy oskrzelowej i innych chorób alergicznych.

ORPA.PL:

Jak poważne jest to zagrożenie?

Prof. Cezary Pałczyński:

Pomiędzy wynikami badań epidemiologicznych, dotyczących skutków zdrowotnych narażenia na zanieczyszczenia powietrza, spotyka się czasami znaczne rozbieżności. Wynikają one  nie tylko z odmiennej oceny narażenia (w tym zastosowanych metod pomiarowych), ale także z braku danych o roli i obecności fazy ciekłej, składzie chemicznym cząstek, ekspozycji wewnątrzdomowej, otaczającego środowiska naturalnego i wielu potencjalnych czynników zakłócających. Nie jest możliwe określenie wpływu jednego, wyodrębnionego  zanieczyszczenia powietrza na zdrowie populacji. W warunkach naturalnych zawsze występuje bardzo złożone narażenie na wiele substancji, w tym powstających w wyniku reakcji chemicznych zachodzących w atmosferze. Tego typu informację można uzyskać jedynie w badaniach toksykologicznych, prowadzonych w warunkach laboratoryjnych, a wyniki takich badań nigdy w pełni nie odzwierciadlają skutków bardzo złożonej ekspozycji, występującej w warunkach naturalnych. Niemniej przyjęte markery czystości powietrza, takie jak stężenia pyłów PM czy benzo(a)pirenu są bezpośrednimi lub pośrednimi wskaźnikami ryzyka zdrowotnego i należy dążyć wszelkimi sposobami do obniżenia ich poziomu.

ORPA.PL:

Czy narażenie na smog zwiększa ryzyko wystąpienia nowotworów?

Prof. Cezary Pałczyński:

Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (International Agency for Research on Cancer – IARC)  uznała zanieczyszczenia powietrza, w tym cząstki zawieszone (zarówno PM10 jak i PM2,5 ) i spaliny emitowane przez silniki Diesla za substancje o udowodnionym działaniu rakotwórczym. Oszacowano, że zapadalność na raka płuca zwiększa się o 9% wraz ze wzrostem długookresowego narażenia populacji na PM2,5 o każde 10 µg/m3. Oznacza to, że w miejscowościach polskich, na obszarze których notuje się najwyższe stężenia pyłów w powietrzu, ryzyko wystąpienia raka płuca może wzrosnąć o 20-40%. Należy zauważyć, że w sezonie grzewczym w Polsce pył zawieszony zawiera kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt razy więcej rakotwórczych związków z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (w tym benzo(a)pirenu, będącego substancją wskaźnikową), azaarenów czy związków z grupy dioksyn niż w państwach, gdzie  przeprowadzono badania epidemiologiczne, stanowiące podstawę ww. szacunków.  IARC uznała zanieczyszczenia powietrza za odpowiedzialne także za zwiększone ryzyko zachorowania na raka pęcherza moczowego. Narażenie na składowe zanieczyszczenia powietrza (m.in. PM, WWA, spaliny silników Diesla, tlenki azotu) wiązane są także z wieloma innymi typami nowotworów u dorosłych i dzieci.

Zanieczyszczenia powietrza wywierają również negatywny wpływ na układ nerwowy człowieka, szczególnie dzieci i osób starszych, zarówno pośrednio przez upośledzenie czynności układów krążenia i oddechowego, jak i bezpośrednio. Narażenie prenatalne na WWA, tlenki azotu  i PM może  skutkować u dzieci m.in. obniżeniem ilorazu inteligencji, słabszym rozwojem psychomotorycznym, nadpobudliwością, trudnościami w koncentracji, a także odgrywać znaczącą rolę w patogenezie autyzmu. Istnieją poważne przesłanki wskazujące na negatywny wpływ zanieczyszczeń powietrza na funkcję układu nerwowego u młodzieży i osób starszych (np. upośledzenie inteligencji, pamięci i wystąpienie przedwczesnej demencji).

Stwierdzono także, że zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego zwiększają częstość występowania wewnątrzmacicznego obumarcia płodu i zmniejszenia wagi urodzeniowej, mogą także upośledzać płodność zarówno kobiet, jak i mężczyzn.

Należy jednak podkreślić, że szkodliwy wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ krążenia, zapadalność na  raka płuc i cięższy przebieg schorzeń układu oddechowego jest nie tylko najlepiej udokumentowany, ale także najsilniej wyrażony.

Od kilkunastu lat prowadzone są badania epidemiologiczne tzw. kohort urodzeniowych – monitoruje się tutaj stan zdrowia dziecka już w czasie ciąży  przez całe życie w odniesieniu do szkodliwych wpływów środowiska. Tego typu badania mogą ujawniają tzw efekty opóźnione (ang. lag effects). Już wiadomo, że na przykład ekspozycja w wieku niemowlęcym na niektóre środowiskowe czynniki szkodliwe skutkuje zachorowaniem na astmę kilka lat później. Można się tutaj spodziewać odkrycia wielu innych niespodziewanych zależności.