Как сообщает The Guardian в статье «Миллиарды твёрдых частиц обнаружены в сердцах жителей городов», даже у самого молодого трехлетнего участника недавно проведённого медицинского исследования были обнаружены повреждения в клетках сердечной мышцы, вызванные так называемыми твердыми частицами (наночастицами, ультрадисперсными частицами).

Загрязнение атмосферы
Загрязнение атмосферы
Иван Шилов © ИА REGNUM

PM — микронные и субмикронные твёрдые частицы, мелкие фракции промышленной пыли. Считаются вторыми по токсичности среди основных загрязнителей атмосферы после приземного озона и пятым по значению фактором смертности. Они не фильтруются эпителием носа и не выкашливаются из лёгких. На поверхности вылетающих с дымовыми газами промышленных предприятий наночастиц сорбируются до половины образующихся диоксинов и других супертоксикантов. Пропорциональная зависимость заболеваемости определёнными видами рака и смертности от концентрации PM в воздухе детально изучена. Оказалось, что наночастицы способны попадать в мозг не только через кровоток, но и через обонятельный нерв. Высокие концентрации PM в мозге обнаружены у людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

Микрочастицы
Микрочастицы
Annualreport.herokuapp.com

Исследование предполагает, что железосодержащие частицы, главными источниками которых являются транспортные двигатели и выбросы промышленности, могут быть основной причиной давно установленной статистической связи загрязнения воздуха и заболеваний сердца.

Ученые заявляют, что повышенная концентрация наночастиц представляет собой огромную проблему для общественного здравоохранения, и считают, что необходимы срочные меры по сокращению их выбросов. По данным Всемирной организации здравоохранения, проблема загрязнения воздуха является чрезвычайной ситуацией глобального масштаба в области здравоохранения, так как в настоящее время более 90% населения мира подвержено действию токсичного воздуха.

Выхлопные газы
Выхлопные газы
Ruben de Rijcke

Ученые признали некоторые неопределенности в своих исследованиях, но профессор Барбара Махер из Ланкастерского университета сказала:

«Это предварительное исследование, но уже сейчас можно сделать выводы о важности полученных результатов».

В 2016 году Махер и её коллеги обнаружили, что такие наночастицы были обнаружены в мозге людей с болезнью Альцгеймера — еще одним заболеванием, связанным с загрязнением воздуха. И хотя частицы были обнаружены у людей всех возрастов, Махер подчеркнула, что больше всего её беспокоит состояние детей.

«Для детей и молодых людей сейчас характерны ранние повреждения сердца и мозга», — сказала она. — Мы полагаем, что это результат действия наночастиц, способных попасть в эти органы и вызвать в них определенные патологические изменения».
Барбара Махер
Барбара Махер
Lancaster.ac.uk

В недавнем фундаментальном обзоре «Загрязнение воздуха и неинфекционные заболевания», подготовленном Комитетом по защите окружающей среды Форума международных респираторных обществ, сделан вывод о том, что загрязнение воздуха может повредить любой орган и практически каждую клетку человеческого организма, поскольку крошечные частицы вдыхаются, попадают в кровоток и переносятся по всему телу. Большая часть доказательств вреда, от диабета до снижения интеллекта и увеличения выкидышей, являются эпидемиологическими, поскольку проведение опасных экспериментов на людях неэтичны. Но, например, одно исследование в 2018 году обнаружило твёрдые частицы в плацентах недавно родивших женщин.

Как загрязнение воздуха влияет на организм человека?

«Загрязнение воздуха было названо главой Всемирной организации здравоохранения «новым табаком». Более 90% населения мира страдает от токсичного воздуха, и исследования всё чаще показывают его глубокое воздействие на здоровье людей, в первую очередь детей. Развивающиеся органы детей и младенцев подвергаются наибольшему риску воздействия грязного воздуха, причем 300 млн человек проживают на территориях, где уровни загрязнения воздуха в шесть раз превышают международные нормы. Комплексный глобальный обзор показал, что загрязнение воздуха способно повредить каждый орган и практически каждую клетку человеческого организма. Оно способствует развитию широкого спектра заболеваний: от болезней сердца и легких до диабета и деменции, от проблем с печенью и рака мочевого пузыря до остеопороза и заболеваний кожи. Системное повреждение является следствием попадания в организм ультрадисперсных частиц и других высокотоксичных загрязнителей воздуха, которые разносятся кровью по всему телу и вызывают воспаления. В Великобритании число смертей, связанных с загрязнением воздуха, сократилось вдвое за последние 40 лет, однако в большинстве городских районов уровень загрязнения воздуха по-прежнему остаётся недопустимо высоким. Одна из 20 смертей в Великобритании связана с загрязнением мелкими частицами».
Дамиан Керрингтон, редактор The Guardian по проблемам окружающей среды

Ещё одно исследование доказало, что содержащие железо наночастицы могут вызывать сердечные заболевания. Ранее уже было известно, что PM серьезно повреждают клетки человека и являются значительным компонентом загрязнения воздуха на дорогах.

Барбара Махер отметила:

«Попадание богатых железом наночастиц в субклеточные компоненты мышечной ткани сердца приводит к серьёзным повреждениям. Эти частицы обнаруживаются внутри поврежденных митохондрий, которые являются клеточными источниками энергии, благодаря которым сердце эффективно работает».

Марк Миллер, эксперт по сердечно-сосудистым последствиям загрязнения воздуха из Эдинбургского университета, не участвовавший в исследовании, подтвердил необходимость таких исследований:

«Хотя в этом исследовании есть некоторые неопределенности, оно доказывает, насколько важно изучить и понять, как частицы, содержащиеся в загрязнённом воздухе, наносят вред различным органам нашего тела. Необходимы дополнительные усилия по сокращению выбросов наночастиц транспортными средствами, например, с помощью поощрения людей к большему перемещению пешком и на велосипеде».
Марк Миллер
Марк Миллер
Ufp.efca.net

В исследовании, рецензированном и опубликованном в журнале Environmental Research, были проанализированы ткани сердца 63 молодых людей, которые погибли в дорожно-транспортных происшествиях, но не получили травму грудной клетки. Они жили в Мехико, известном высоким уровнем загрязнения воздуха, и имели средний возраст 25 лет. В исследовании оценивалось общее количество богатых железом наночастиц и их распределение в тканях сердца, также связанные с ними повреждения. У жителей Мехико концентрация обнаруженных в сердце наночастиц колебалась от 2 до 22 млрд (!) на грамм высушенной ткани; что было в 2−10 раз выше, чем у девяти человек из контрольной группы, которые проживали в менее загрязненных местах.

Барбара Махер отметила, что эти результаты актуальны для всех стран мира:

«Нет абсолютно никаких оснований ожидать, что ситуация будет иной в любом другом городе».

Как показала её предыдущая работа, частицы также могут переносить с собой другие загрязнители: «Мы полагаем, что эти наночастицы содержат смесь токсинов». Богатые железом наночастицы появляются в виде расплавленных капель, образующихся при сгорании топлива, а затем быстро охлаждаются, превращаясь в сферы с расплавленными поверхностями. Частицы в ткани сердца имели именно такие же особенности, поэтому их было легко отличить от мелких, богатых железом кристаллов магнетита, которые встречаются в природе только в одном органе человека и животных — в мозге.

Сердце
Сердце

Приборы, используемые для определения местоположения наночастиц в ткани сердца, не могут быть использованы для определения их состава. Для определения состава и магнитного содержания, ученые отделили частицы от тканей, а затем использовали средний размер и магнетизм частиц, чтобы оценить их общее количество. Конечно, хорошо было бы подтвердить состав частиц по месту, внутри органов, но это потребует использования дорогостоящего оборудования, которого, по словам Махер, у них нет по финансовым причинам. Как она заметила, все эти исследования проводятся при весьма скудном бюджете, несмотря на их критическую важность.

Перевод Александра Дякина