Ви вже знаєте багато того, що можна зробити, щоб зупинити поширення хвороб: носити маску, мити руки, залишатися вдома, якщо захворів, і зробити щеплення (якщо це актуально). Можливо, ви не знаєте, що є ще одна річ, яку ви можете зробити: покращити якість повітря.

Існує надійний і дивовижний зв'язок між забрудненням повітря та поширенням інфекційних захворювань. Так, ви все правильно зрозуміли: забруднення повітря може впливати на те, як легко ви можете заразитися мікробами. У цій статті ми приділимо особливу увагу тому, як два забруднювачі – тверді частинки та діоксид азоту – можуть підвищити рівень інфекційних захворювань у конкретному районі.

Що таке тверді частинки?

Тверді частки - це загальна назва всього, що занадто мале, щоб перебувати в повітрі у зваженому стані, але не є газом чи мікробом. Сюди входять такі дратівливі, але відносно звичайні речі, як пісок пустелі, морська сіль, лупа свійських тварин та пилок. Однак сюди також входять і небезпечніші речовини, такі як дим від лісових пожеж або вихлопні гази електростанцій. Тверді частинки також можуть утворюватися з вторинних джерел, які обговоримо докладніше пізніше.

Чим менший розмір твердих частинок, тим глибше у легені вони можуть потрапити (і, отже, тим небезпечнішими вони можуть бути). Як правило, природні джерела (такі як вищезгаданий пісок та пилок) мають тенденцію бути більшими і менш небезпечними, у той час як "антропогенні" (тобто створені людиною) джерела (такі як спалювання палива та промисловість) мають тенденцію бути більш дрібними та більш небезпечними.

Термін "PM2.5" відноситься до забруднення частинками діаметром 2,5 мікрона. Мікрон - це мільйонна частина метра, і скорочено позначається символом (µ). PM2.5 - це часто досліджуваний розмір твердих частинок, особливо небезпечний для здоров'я людини. За даними Департаменту Охорони Здоров'я Нью-Йорка:

Вплив дрібних частинок також може вплинути на функцію легень та погіршити стан здоров'я, наприклад, при астмі та серцевих захворюваннях. Наукові дослідження пов'язують збільшення щоденного впливу PM2.5 зі збільшенням кількості госпіталізацій щодо респіраторних та серцево-судинних захворювань, відвідувань відділень невідкладної допомоги та смертей. Дослідження також показують, що тривалий вплив дрібнодисперсних частинок може бути пов'язаний із збільшенням частоти хронічного бронхіту, зниженням функції легень та збільшенням смертності від раку легень та серцевих захворювань.
Смог в столиці

Що таке діоксид азоту?

Діоксид азоту (NO2) - це червонувато-коричневий шкідливий газ і побічний продукт згоряння - частина сімейства газів, які стосуються закису азоту. Діоксид азоту утворюється, зазвичай, у місцях інтенсивного руху автотранспорту.

За даними EPA, короткочасна дія діоксиду азоту може посилити астму, а тривалий вплив може спричинити астму. Він також взаємодіє із сонячним світлом, утворюючи приземний озон (O3) - основний компонент смогу. NO2 є основною (хоча і непрямою) причиною кислотних дощів та забруднення прибережних вод (принаймні він не є парниковим газом, як вуглекислий газ CO2).

Діоксид азоту також є джерелом вторинних твердих частинок (детальніше про це пізніше).

Чому забруднення повітря впливає на рівень зараження?

Обидві ці забруднюючі речовини самі по собі дуже небажані, оскільки їхній вплив на здоров'я варіюється від астми до передчасної смерті. Однак NO2 і PM2.5 - дуже амбітні атмосферні суперлиходії. Вони також впливають на "успішність" поширення інфекційних захворювань серед населення. Наприклад:

  • Дослідження 2020 року "показало, що в Нідерландах у муніципалітеті, де концентрація PM2.5 на 1 мкг/м3 більша, буде на 9,4 випадку більше випадків COVID-19 [...]".
  • Було показано, що PM2.5 і PM10 підвищують ризик грипоподібних захворювань.
  • Дослідження 2021 пов'язало більш високі показники NO2 з вищими показниками COVID-19, незалежно від інших факторів.
  • Дослідження, проведене в різних районах Лос-Анджелеса, "показало, що річний рівень NO2 пов'язаний із захворюваністю та смертністю від COVID-19".
  • Інше дослідження 2021 показало, що вплив забруднення повітря, пов'язаного з дорожнім рухом, може збільшити бактеріальну різноманітність у легенях дітей.

Те, що забруднення повітря збільшує частоту інфекцій, - це зрозуміло. Але ось у чому проблема: ми не знаємо, чому. Тому ми провели останні два тижні, копаючись у (дуже щільній) науковій літературі, щоб з'ясувати це.

Зверніть увагу, що все нижчевикладене - лише теорії. Забруднення повітря та людський організм – надзвичайно складні системи. Іноді важко визначити, що причина чого. Тим не менш, нижче ми наводимо найкращі припущення найкращих і найрозумніших учених світу.

PM може сприяти подальшому поширенню вірусів

Для вірусів, що передаються повітряно-краплинним (або аерозольним) шляхом, тверді частинки краще, ніж нова система громадського транспорту. У рефераті 2020 року наголошується, що "атмосферні тверді частинки (ТЧ) можуть створювати сприятливе середовище для перенесення [SARS-CoV-2] на більші відстані, ніж ті, що вважаються для близького контакту". Як доказ цього у дослідженні, проведеному у вересні 2020 року, було виявлено РНК SARS-CoV-2 у зразках твердих частинок з Північної Італії. Однак справа не лише у взаємодії забруднення повітря та COVID-19. В одному з досліджень, проведених у США, було виявлено кореляцію між випадками пташиного грипу в Айові та повітряними потоками, що переносять тверді частки між фермами.

Коли віруси використовують свою картку метро, ​​щоб сісти на потяг із твердими частинками (експрес-поїзд, що доставляє їх у найглибші ваші легені), вони, схоже, віддають перевагу твердим частинкам, що складаються в основному з чорного вуглецю.

Чорний вуглець є основним інгредієнтом сажі. В результаті взаємодії з водою, сонячним світлом і окислювачами частинки чорного вуглецю трансформуються, стаючи більшими і захищеними для вірусів (але все ще, ймовірно, близько 2,5 мікрона). Вони також хімічно змінюються таким чином, що легше поглинають віруси при проходженні через повітря. Цей процес прискорюється, як у районі вже спостерігається сильне забруднення повітря. Наприклад, в одному дослідженні була відзначена кореляція між сезоном спалювання стерні в районі Нью-Делі (Індія) та поширенням у місті інфекції COVID-19.

PM робить бактерії сильнішими

Багато видів бактерій природним чином формують структури, які називаються біоплівками, щоб захистити себе. Дослідження 2017 року показало, що вплив технічного вуглецю значно змінює те, як деякі бактерії будують свої біоплівки (експерименти проводилися на декількох штамах Streptococcus pneumoniae – відомого збудника пневмонії – та Staphylococcus aureus – відомого збудника стафілококових інфекцій). Наприклад, у S. pneumoniae розвивалися товстіші та складніші біоплівки, що могло сприяти колонізації дихальних шляхів. Експериментатори також виявили, що один штам S. aureus змінився таким чином, що для його нейтралізації була потрібна більш висока доза антибіотиків.

Повне розкриття інформації: експериментатори обробляли бактерії значно більшою кількістю чорного вуглецю (сажі), ніж у навколишньому середовищі. Це пояснюється тим, що вони намагалися імітувати тривалий вплив чорного вуглецю, який може бути виявлений у легенях людини із сильно забрудненого району. Дослідження також показало, що біоплівки S. aureus відчували поєднання переваг та недоліків впливу чорного вуглецю. Проте підвищення стійкості до антибіотиків одного штаму S. aureus та збільшення структурної складності біоплівок S. pneumoniae є достатнім приводом для занепокоєння.

NO2 може створити новий PM

Як ми вже говорили раніше, тверді частки бувають первинними чи вторинними. Первинні тверді частки потрапляють безпосередньо в атмосферу зі свого джерела (лісова пожежа, морські бризки, асфальт тощо). Вторинні тверді частинки утворюються в атмосфері внаслідок низки складних хімічних реакцій.

Частинки, що утворюються внаслідок цих вторинних реакцій, включають сульфати та нітрати. Нітрати (як можна здогадатися за назвою) утворюються із оксидів азоту, таких як NO2. Оскільки діоксид азоту є основним джерелом вторинних твердих частинок, а тверді частинки збільшують частоту інфекцій, тому діоксид азоту також збільшує частоту інфекцій.

PM 2.5

І PM, і NO2 напружують організм

Ми вже згадували, що тривалий вплив діоксиду азоту може спричинити астму. Ми також згадували, що PM2.5 може спричинити чи посилити численні проблеми зі здоров'ям, такі як астма, хвороби серця та рак. Якщо ви звертали увагу на новини останнього року, ви, безсумнівно, складете два та два: умови, спричинені забрудненням повітря, також є основними умовами, які можуть спричинити тяжку хворобу від COVID-19. Фактично, ці умови ускладнюють перебіг багатьох інших захворювань, таких як грип.

Звичайно, ця стаття не про те, як забруднення навколишнього середовища збільшує смертність від COVID-19 (хоча доказів цього достатньо). Нам потрібно запитати, як навантаження забруднення повітря на організм може бути пов'язане з рівнем захворюваності на інфекції.

Просто людський організм реагує на забруднення повітря як у приміщенні, так і на вулиці так, ніби він "нападає", переводячи імунну систему в режим підвищеної готовності:

  • У дослідженні, проведеному в 2020 році, висунуто припущення, що "населення, котре проживає в районах з високим рівнем забруднюючих речовин, знаходиться в стані хронічного запалення, що робить його більш сприйнятливим до респіраторних та серцево-судинних захворювань. Було показано, що новий коронавірус викликає запальну бурю, яка була б стійкою у разі попереднього впливу забруднюючих речовин".
  • В одному з Пекінських досліджень було виявлено, що хронічний вплив РМ (ТЧ) викликає імунну відповідь навіть у людей із такими простими захворюваннями, як сезонна сінна лихоманка. У дослідженні йдеться: "Таким чином, вплив PM2.5 може викликати загострення захворювань дихальних шляхів і сприяти розвитку усталених імунних реакцій другого типу в дихальних шляхах при впливі, що повторюється протягом тривалого часу. Для підтвердження цієї гіпотези необхідні додаткові дослідження".
  • Аналогічне дослідження показало, що "[...]ТЧ (PM) викликає запалення у клітинах легень, і вплив ТЧ може збільшити сприйнятливість та тяжкість симптомів у пацієнтів із COVID-19".

Отже, імунна система реагує на забруднення повітря так, як і патогени. Чому це погано? Зрештою, хіба ми не хочемо, щоб імунна система реагувала? Проблема в тому, що хронічні запальні імунні реакції можуть виснажувати імунну систему. Забруднення повітря може підвищити рівень гормону стресу кортизолу. Кортизол підвищує імунну систему на короткий час, але може її послабити, якщо затримується в організмі занадто довго (це одна з причин, чому ви частіше хворієте, коли втомлюєтеся чи відчуваєте стрес). Іншими словами, забруднення повітря стає хлопчиком, який плакав по-вовчому. Як доказ цього:

  • В одному з недавніх досліджень були знайдені докази того, що люди з астмою можуть мати більш слабку імунну систему, яка швидше "забуває" мікробів.
  • Дослідження 2010 року показало, що забруднення повітря "пригнічує регуляторні Т-клітини імунної системи".

Примітка: Ми не впевнені, що діоксид азоту викликає таку ж екстремальну реакцію, як тверді частинки, але він все ж таки викликає запальну реакцію. У роботі 2016 року було виявлено, що "NO2 збільшує вивільнення запальних цитокінів в епітеліальних клітинах носа людини, особливо при спільному впливі на алергени пилових кліщів". Це щонайменше наводить на роздуми.

Також зверніть увагу: Імунна система може переходити на підвищену потужність під час тяжкої інфекції; ця підвищена потужність, яка називається цитокіновим штормом, може пошкодити здорові клітини. Ми сильно підозрюємо, що цитокінова відповідь від впливу твердих частинок, що повторюється, може збільшити ризик цитокінового шторму від важкого випадку COVID-19 або грипу.

Дитина дихає чистим повітрям

Що з цим робити?

Начебто у нас не було достатньо приводів для занепокоєння у зв'язку з екологією та COVID-19, і, виявилося, що ці два гарячі питання пов'язані між собою (фактично, три гарячі питання, якщо врахувати той факт, що в бідних спільнотах, як правило, більше високий рівень забруднення повітря). Хоча чотири вищезгадані теорії - це лише теорії, рівень забруднення повітря безумовно пов'язані з вищими показниками інфекційних захворювань. Особливо у світлі пандемії COVID-19, що триває, наша необхідність очистити повітря очевидна.

Отже, поки що людство працює над зниженням рівня забруднення повітря, що ви можете зробити для покращення якості повітря у приміщенні?

По-перше, дотримуйтесь місцевих рекомендацій, коли йдеться про здорові звички, такі як миття рук, маски та соціальне дистанціювання. У разі хвороби залишайтеся вдома та вживайте заходів, щоб не заразити інших членів сім'ї.

По-друге, практикуйте контроль джерел забруднення, щоб зменшити кількість забруднюючих речовин у вашому будинку, особливо джерел газоподібних продуктів згоряння, таких як NO2.

По-третє, перевіряйте якість повітря у себе вдома, щоб визначити, які види забруднюючих речовин у вашому повітрі. Якщо якість повітря низька, інвестуйте в очищувач повітря з технологією ActivePure. Доведено, що технологія ActivePure зменшує кількість вірусів та бактерій, включаючи вірус, що викликає SARS-CoV-2. Крім того, багато наших дистриб'юторів використовують ActivePure у парі з HEPA-фільтрами, які зменшують кількість твердих частинок. Зв'яжіться з нашою командою за тел.: +38(068) 305-25-48 (Viber, Telegram), щоб дізнатися, як можна зменшити вплив від забруднення у вашому приміщенні.