Мръсен въздух (част 4) – засилващият ефект върху вирусните епидемии

 Ако някой реши да копира този текст, нека първо попита лично за разрешение – на личния ми профил, който е посочен, страницата или мейл. Уважавайте многочасовия трудза изчитане на всички статии и написването на тази, който съм положил.

Ситуацията с мръсния въздух в София (и други големи градове) става все по-тежка, а положените усилия от страна на управляващите органи са по-скоро палиативни, неефективни. Световната практика в борбата с този проблем е не да се третират последиците, а причините. Да не се позволява подобни събития да се случват или те да са в редуцирана форма. В първата статия разбрахме какви са биологичните рискове на мръсния въздух (А), във втората статия разбрахме какво е влиянието върху здравето на неорганичните елементи (В), в третата статия се дадоха няколко примера за справяне с проблема (С), а днес ще разгледаме епидемиологичния аспект. Наличието на мръсен въздух е благоприятен фактор за бързото разпространение на една вирусна инфекция.

Екологичните агенции/министерства са тези органи, които поставят допустими норми на различни показатели на въздуха и следят за тяхното спазване. Шестте основни замърсителя са въглероден окис (СО), олово, азотен диоксид (NO2), озон, серни оксиди и прахови частици. Медицината е зарината с тонове научни трудове относно ефектите върху здравето на тези компоненти, но прекалено малко данни има как замърсяването влияе върху разпространението на вирусни частици и разрастването на епидемии. Повечето респираторни инфекции засягат горните дихателни пътища и се причиняват от вируси. Такива са най-често срещаните настинки, грип, фарингит, епиглотит и ларинготрахеит. Над 200 вида вируса могат да причинят подобни инфекции, но най-честите причинители са риновируси, респираторно-синцитални вируси, инфлуенца, параинфлуенца, коронавируси и аденовируси (1). Често срещаните симптоми включват хрема, подсмърчане, кихане, кашляне, болки в гърлото, главоболия и треска. Инфекции на долните дихателни пътища се изразяват в бронхити, бронхиолити и се причиняват от идентични видове вируси (1). Често при малки деца, възрастни хора и хора с имунодефицит настъпват усложнения, а инфекцията се оказва фатална. Периодично светът е завладян от масови вирусни пандемии, които през историята са взели милиони жертви.

Но какво е влиянието на различните компоненти на мръсния въздух върху вирусите?

Азотен диоксид (NO2)

Oсновният източник на този газ са автомобилите, а в по-малка степен електроцентрали и процеси на изгаряне. Този газ участва във фотохимична реакция, при която се образува озон – друг основен замърсител.

В серия от епидемиологични проучвания явно се вижда положителна корелация между високите нива на азотен диоксид и завишена заболеваемост от вирусни инфекции. През 2001 година италиански учени установяват, че в дните с необичайно високи нива на азотен диоксид приемът на пациенти с респираторни проблеми, с остри вирусни инфекции и с астма се увеличава рязко (2). Други учени откриват връзка между въпросния замърсител и увеличен брой деца, които проявяват някои от следните симптоми – хронична кашлица, бронхит и болки в гърдите (3). Става ясно и че при увеличение на нивата на азотен диоксид от 10 до 70 µg/m3 се увеличава честотата на случаите на възпаление на ларинкса с над 28% (4). Любопитното е, че авторите на последното проучване откриват, че при високи нива на замърсителя се увеличава и броят на инфектирани с инфлуенца вирус, което е пряко доказателство за съществуване на видима връзка между мръсен въздух и вирусни инфекции. Като цяло се доказва, че и децата, които живеят в градове с мръсен въздух страдат по-често от респираторни инфекции, отколкото тези, които живеят в градове с по-добра атмосфера.

Жертви на грипа (инфлуенца)

Озон

Озонът е газобразно вещество, чиято молекула се състои от 3 свързани кислородни атома. Прекурсорите на това съединение се отделят от автомобилите, от индустриалните производства или органични разтворители.

И тук учените отново откриват, че с повишаване на количествата на озон в атмосферата се увеличават и хоспитализираните с респираторно заболяване (4). Доказана е и връзката между високите нива на озон и повишен риск от инфектиране с инфлуенца. Тази корелация е била най-силна сред възрастното население. Тези резултати потвърждават резултатите на предишни проучвания, които откриват, че увеличаване на концентрацията с 50 ppb (0.00005 kg/m3) води до значителен риск от инфектиране с инфлуенца и развитие на туберкулоза (5).

Прахови частици

Тази материя представлява смесица от частици прах и капчици вода във въздуха, които съдържат в себе си още различни други компоненти – органични съединения, метали, киселини и други. Спрямо своят размер те се разделят на 3 отделни групи – груби (2.5– 10 µm), фини (<2.5 µm) и ултрафини (<0.1 µm).  Грубите частици се образуват при изгаряне на гуми и обединяване на по-малко частици в по-големи. Фините и ултрафини са най-опасни, защото се инхалират лесно.

С увеличаването на праховите частици в атмосферата повече деца проявяват симптоми като хронична кашлица, бронхит и болки в гърдите (6). Здравето на децата е от основен интерес и за финландците. Те установяват, че децата които живеят на места, в които има повишена концентрация на прахови частици, то те страдат по-често от вирусни инфекции на горните дихателни пътища (7). Дори увеличение с 10-µg/m води до значитело увеличен болничен прием (8).

Газове от изгаряне на дизел

Дизеловите газове са особена категория отпаден продукт, защото се състоят както от частици, така и от различни газове. Частиците се състоят от въглеродно ядро с множество абсорбирани в него органични съединения. Поради малките си диаметри (диаметър 0.05–1.0 µm), тези частици лесно се вдишват и могат да се натрупват в долните дихателни пътища и в алвеолите (9, 10).

С помощта на животински модели се установява, че при излагане на 2 mg/m3 дизелови газове за известен период от време индивидите стават по-чувствителни към грипния вирус – инфлуенца (11). По-притеснителното е, че е открито, че индивидите, които са изложени на въпросните опасни газове са синтезирали по-малки количества антитела против вируса (против хемаглутинин), което означава и по-слаб имунен отговор – отслабен имунитет. Но тези наблюдения не се отнасят само за един тип вируси. Краткотрайно излагане на дизелови газове прави индивидите по-уязвими и към инфекция с респираторно-синцитиален вирус (12).

На какво може да се дължи това?

Една от основните причини е оксидативния стрес. Всички споменати замърсители предизвикват оксидативен стрес. Излагането на човешкото тяло на тях води до продукция на свободни радикали, които увреждат дробовете. Епителните клетки са основна цел на патогените, а състоянието на окислителен стрес, на което са подложени, улеснява самия инфекциозен процес. Има проучвания, които показват редуцирани нива на инфекция с грип след прием на антиоксиданти (13).

Протеинови сърфактанти

Тези протеини имат важна защитна функция. Те се свързват с патогени, участват в осъществяването на фагоцитоза и регулират възпалителните процеси. Редуцирана експресия (производство) на тези протеини може да доведе до проява на неадекватен имунен отговор при една вирусна инфекция. Множество проучвания доказват, че излагане на мръсен въздух води до понижена експресия на въпросните ценни протеини (14).

Притеснителни са наблюденията, които доказват, че излагане на опасен въздух може да понижи броя на Т клетките – основна част от защитата на тялото (15). Отново тялото остава бе методи за защита към евентуални инфекциозни агенти.

Всички налични данни показват, че най-често срещаните замърсители на въздуха могат да променят имунитета на индивида, а това го прави и по-уязвим към инфекции. Всичко това води и до повишена смъртност, защото някои групи от обществото са пъти по-чувствителни и застрашени. Имайки предвид, че респираторните вирусни инфекции са най-често срещани в САЩ и Европа и че те са номер едно причина за отсъствие от работа, от макроикономическа гледна точка би било добре този проблем да се реши, защото това ще се отрази на икономика. По-малко болнични и повече работа.

 Цитирана научна литература:

А) http://6nine.net/2017/04/20/%d0%bc%d1%80%d1%8a%d1%81%d0%b5%d0%bd-%d0%b2%d1%8a%d0%b7%d0%b4%d1%83%d1%85-%d0%b7%d0%b0%d1%89%d0%be-%d0%bd%d0%b0%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b8%d0%bd%d0%b0-%d1%82%d1%80%d1%8f%d0%b1%d0%b2%d0%b0/#more-3320

В) http://6nine.net/2017/11/04/%d0%bc%d1%80%d1%8a%d1%81%d0%b5%d0%bd-%d0%b2%d1%8a%d0%b7%d0%b4%d1%83%d1%85-%d1%87%d0%b0%d1%81%d1%82-2-%d1%82%d0%b8%d1%85%d0%b8%d1%8f%d1%82-%d1%83%d0%b1%d0%b8%d0%b5%d1%86/

С) http://6nine.net/2017/12/10/%d0%bc%d1%80%d1%8a%d1%81%d0%b5%d0%bd-%d0%b2%d1%8a%d0%b7%d0%b4%d1%83%d1%85-%d1%87%d0%b0%d1%81%d1%82-3-%d0%ba%d0%b0%d0%ba-%d0%b4%d0%b0-%d1%81%d0%b5-%d1%81%d0%bf%d1%80%d0%b0%d0%b2%d0%b8%d0%bc/

1)      Dasaraju, P. V., and Liu, C. 1996. Infections of the respiratory system. In Medical microbiology, ed. S. Baron, pp. 1103–1115. Galveston: University of Texas Medical Branch at Galveston

2)      Fusco, D., Forastiere, F., Michelozzi, P., Spadea, T., Ostro, B., Arca, M., and Perrueci, C. A. 2001. Air pollution and hospital admissions for respiratory conditions in Rome, Italy. Eur. Respir. J. 17:1143–1150

3)      Dockery, D. W., Speizer, F. E., Stram, D. O., Ware, J. H., Spengler, J. D., and Ferris, B. G., Jr. 1989. Effects of inhalable particles on respiratory health of children. Am. Rev. Respir. Dis. 139:587–594.

4)      Wong, T. W., Lau, T. S., Yu, T. S., Neller, A., Wong, S. L., Tam, W., and Pang, S. W. 1999. Air pollution and hospital admissions for respiratory and cardiovascular diseases in Hong Kong. Occup. Environ. Med. 56:679–68

5)      Schwartz, J. 1994. PM10, ozone, and hospital admissions for the elderly in Minneapolis-St. Paul, Minnesota. Arch. Environ. Health 49:366– 374

6)      Dockery, D. W., Speizer, F. E., Stram, D. O., Ware, J. H., Spengler, J. D., and Ferris, B. G., Jr. 1989. Effects of inhalable particles on respiratory health of children. Am. Rev. Respir. Dis. 139:587–594.

7)      Jaakkola, J. J. K., Paunio, M., Virtanen, M., and Heinonen, O. P. 1991. Low-level air pollution and upper respiratory infections in children. Am. J. Public Health 81:1060–1063.

8)      Samet, J. M., Dominici, F., Curriero, F. C., Coursac, I., and Zeger, S. L. 2000. Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S. cities, 1987–1994. N. Engl. J. Med. 343:1742–1749.

9)      Cohen, A. J., and Nikula, K. 1998. The health effects of diesel exhaust: Laboratory and epidemiological studies. Air Pollut. Health 32:707– 745.

10)   Snipes, M. B. 1989. Long-term retention and clearance of particles inhaled by mammalian species. Crit. Rev. Toxicol. 20:175– 211.

11)   Hahon, N., Booth, J. A., Green, F., and Lewis, T. R. 1985. Influenza virus infection in mice after exposure to coal dust and diesel engine emissions. Environ. Res. 37:44–60

Хареса ли ти тази статия? Може да подкрепиш biologist чрез Patreon!