Dansk
Deutsch
English
Español
Français
Italiano
Nederlands
Polski
Čeština
Green-Zones.eu › Miljø & sundhed › Luftforurening

Luftforurening - en enorm opgave inden for moderne medicin

Siden begyndelsen af ​​den tekniske udvikling har virkningerne på mennesker og miljø ikke altid været udelukkende positive. Fra den katastrofale vandkvalitet i Rhinen i 1960'erne, forårsaget af industrielt spildevand, til det CFC-angrebne ozonlag i 1980'erne, er virkningerne af luftforurening kommet mere og mere i fokus i det sidste årti. Siden 2008 er virkningerne af fint støv og nitrogenoxider såvel som andre skadelige stoffer i luften, ikke mindst på grund af EU's luftkvalitetsdirektiv 2008/50 / EF, blevet en vigtig del af europæisk lovgivning og er nu i stigende grad i fokus for medicinsk forskning. Og resultaterne får dig til at sidde op og lægge mærke til det. Fordi listen over lidelser forårsaget af luftforurening bliver længere. Ud over åndedrætssygdomme, som er tydelige ved indånding af dårlig luft, opdages der i stigende grad skader på vigtige organer som hjerte og hjerne, men også sensoriske organer. Desuden kan mentale og psykologiske problemer som depression spores tilbage til luftforurening.

 

Cirka 55% af verdens befolkning bor i byer og er permanent udsat for dårlig luftkvalitet. Skønt konsekvenserne af luftforurening i Europa er faldet massivt i de sidste par årtier (22), er virkningerne af fint støv (også Particulate Matter, PM) på menneskers sundhed enorme. Projektet "Global Burden of Disease", der kvantificerer sygdomme og dødsfald, anslår luftforurening til omkring 4,2 millioner. Død rangerer femte blandt årsagerne til for tidlig død verden over (2). Det Europæiske Miljøagentur nævner luftforurening som den største sundhedsrisiko, der skyldes miljøfaktorer, hvilket førte til omkring 400.000 for tidlige dødsfald i Europa i 2018 (22). I løbet af denne periode blev EUs grænseværdier ofte overskredet. I 2016-2018 boede 4-8% af befolkningen i områder, hvor EU-grænseværdien for PM2,5 blev overskredet. WHO-grænseværdien, op til hvilken PM2.5 ikke anses for at være sundhedsskadelig, er signifikant højere end den lovbestemte værdi for EU, så 74-78% af EU-befolkningen boede i områder, hvor grænseværdien blev overskredet (22).


De skadelige stoffer frigives i luften hovedsageligt gennem forbrændingsprocesser i passager- og godstransport, men også i industri, landbrug og husholdninger. Dette skaber primært fint støv, fx metalliske partikler, der frigøres direkte fra kilden til luften, og sekundært fint støv, der dannes af luftformige forløbere, såsom nitrogen i luften. Partikelstørrelsen bruges til at opdele fint støv i kategorier: PM10 svarer for eksempel til fint støv med en diameter på ikke mere end 10 µm (1). Ved indånding kommer det fine støv ind i lungerne via luftvejene. Jo mindre partiklerne, såsom PM2.5 eller PM0.1, jo længere kan partiklerne trænge ind og således nå alveolerne og lungevævet eller endda passere ind i blodbanen. Herfra kan de direkte nå og beskadige næsten alle kroppens celler.

Det Europæiske Miljøagentur lister lungekræft med 17%, koronar hjertesygdom, dvs. utilstrækkelig forsyning af hjertet med ilt med 12%, slagtilfælde med 11% og kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) med 3% som hovedårsagerne til for tidlige dødsfald i forbindelse med luftforurening (22). Især PM2.5 har været forbundet med hjerte-kar-sygdomme gennem forskellige mekanismer. Disse inkluderer dysfunktion i endotelet, dvs. barrieren mellem blod og væv, vasokonstriktion, højt blodtryk, systemisk inflammation og oxidativ stress, der udløses af frie radikaler (3).

Finstøv PM2.5 kan allerede forringe udviklingen af ​​bronchierørene i barndommen og dermed begrænse den senere lungefunktion (2) Derudover kan inhalerede partikler i lungerne svække immunsystemet ved at have en hæmmende virkning på fagocytter. Forskere ved Cambridge University fandt ud af, at fagocytterne ikke længere kan absorbere og fordøje metaller som jern og kobber, men også arsen, tin, antimon og vanadium, bakterier og andre fremmedlegemer i nærvær af metaller som jern og kobber. Desuden sender fagocytterne under påvirkning af det fine støv i stigende grad inflammatoriske messenger-stoffer, der kan udløse inflammatoriske sygdomme som bronkitis og lungebetændelse (4). Partikler kan også forstyrre balancen mellem forskellige typer hvide blodlegemer og dermed fremme astma (2).

Rhinitis symptomer, dvs. en blokeret eller kold næse uden forekomst af forkølelse, blev også øget af det fine støv, fandt forskere ved University of Versailles St-Quentin-en-Yvelines. Frem for alt udløste PM10 en intensivering af symptomerne, men PM2.5 og nitrogendioxid (NO2) førte også til øgede symptomer. Den formodede mekanisme, der udløser denne amplifikation, er igen en øget forekomst af betændelse i luftvejene og oxidativt stress, dvs. frie radikaler, der kan beskadige celler (5).

I hjertet nedsatte partikler mitokondriernes funktion, ifølge forskning fra University of Lancaster. Mitokondrier er komponenter i humane celler, der også kaldes cellernes kraftværker. De producerer molekylet ATP, der fungerer som en energileverandør. I hjertet bruges denne energi blandt andet til sammentrækning af hjertekamrene, som pumper blod og dermed frisk ilt gennem kroppen. Forskerne fandt ud af, at partikler primært beskadigede mitokondrie-membranerne og fik cellerne til at producere mere stressproteiner (6).

 

Forskere har også fundet betydelige mængder fint støv i hjernen og undersøgt deres indflydelse der. For eksempel fandt forskere ved University of Lancester nanopartikler af magnetit i hjernevæv. Disse magnetiske partikler danner frie radikaler og har været forbundet med Alzheimers og andre neurodegenerative sygdomme. På grund af partiklernes stærkt afrundede og polerede form var forskerne i stand til at tildele deres oprindelse til forbrændingsmotorer og bremsefriktion, da den varme, der genereres på denne måde, skaber næsten sfæriske partikler. Den ekstremt lille størrelse af disse partikler (for det meste mindre end 200 nanometer) gjorde det også muligt for dem at komme ind i hjernen direkte gennem blod-hjerne-barrieren efter indånding (7).

Som i hjernen kan partikler have neurodegenerative virkninger i andre organer. En undersøgelse foretaget af National Institute for Health Research i London har nu endda været i stand til at tilskrive synet en risiko for luftforurening. Således var mennesker, der blev udsat for høje niveauer af fint partikler PM2.5, mere tilbøjelige til at udvikle glaukom. Denne irreversible sygdom beskadiger synsnerven og er omkring 60 mio. Den største årsag til blindhed rundt om i verden. Forskerne var ude af stand til at forbinde en ændring i patientens øjetryk, som faktisk ofte identificeres som årsagen til glaukom, med partikler. Også her antager forskerne, at neurotoksiske effekter såsom oxidativ stress og betændelse og de tilknyttede vaskulære ændringer kan være årsagen til glaukom (8).

 

Så partikler kan forårsage enorme fysiske skader. Forskningsresultater går dog meget længere og har også knyttet partikler til forskellige mentale og psykologiske sygdomme.

Især børn og unge voksne er enormt påvirket af luftforurening under hjernens udvikling. Også her antager forskere, at de neurotoksiske processer, der udløses af fint støv, er udløseren og for eksempel kan forårsage indlærings- og udviklingsforstyrrelser. Forskning i Barcelona viste, at børn, der studerede i skoler med høje niveauer af luftforurening, viste reduceret kognitiv udvikling inden for forskellige hukommelsesområder. Disse børns arbejdsminder, som er vigtige for at lære at læse, skrive og regne, blev svækket. Deres uopmærksomhed blev også øget (9). Forskning fra University of Cincinnati viste, at børn, der boede på travle veje i det første leveår, havde ca. 4% lavere volumen grå stof i deres hjerne, da de var 12. Grå stof er forbundet med hukommelsesydelse, men også med sprogindlæring. Områder i hjernen, der udfører sensorimotoriske opgaver, og det limbiske system, som delvis er ansvarlig for følelser, var også signifikant mindre end hos børn, hvis tidlige barndomsudvikling fandt sted i landdistrikterne (10).

Andre undersøgelser har endda fundet forbindelser mellem luftforurening og psykiske lidelser som skizofreni. Det er allerede vist, at betændelse, for eksempel i centralnervesystemet, kan udløse psykiske lidelser (11). Forskere antager derfor også, at fint støv, som kan udløse sådanne betændelser, er en mulig årsag til psykiske lidelser. Umeå universitet i Sverige har nu vist, at børn og unge faktisk led mere af psykiske lidelser, da de blev udsat for øget luftforurening. En stigning på 10 µg / m3 NO2 førte til en stigning på 9% i psykiske sygdomme. For fint støv (PM2.5 og PM10) var ændringen lidt lavere på 4%. (12). Forskning på Cincinnati Children's Hospice fandt også, at psykiske sygdomme som angst, skizofreni og depression og endda selvmordstanker var mere almindelige, når børn blev udsat for øget luftforurening (13). Gravide kvinder, der blev udsat for høje niveauer af luftforurening kort før eller under fødslen, var endnu mere tilbøjelige til at få børn, der led af autisme eller en autismespektrumforstyrrelse (14).

Koncentrationsforstyrrelser såvel som alvorlige sygdomme som Alzheimers (21) og demens har også været forbundet med dårlig luftkvalitet hos voksne. Forskere ved Peking University of Education fandt, at luftforurening betydeligt kan reducere kognitive evner hos voksne. Især ældre viste nedsat funktionsevne, der var sammenlignelig med skoleundervisningen forkortet med et år (15). Et eksperiment fra University of Maastricht viste, at skakspillere lavede koncentrationsfejl markant oftere, når koncentrationen af ​​fint støv blev øget. Sandsynligheden for at begå en fejl steg med hele 26% med en stigning på 10 µg / m3 fint støv PM2,5 (16). Undersøgelser i London viste, at mennesker i områder med en NO2-koncentration på mere end 41,5 µg / m3 blev udsat for en signifikant højere risiko for at udvikle demens end mennesker i områder med mindre end 31,9 µg / m3 NO2 (17).

Udsigter til forskning

Den direkte årsagssammenhæng mellem luftforurening og sygdom er stadig vanskelig at fastslå på trods af stigende forskning. Dette skyldes hovedsageligt, at processerne er vanskelige at observere in vivo, dvs. i det levende berørte væv, over lange perioder, og forskning foregår normalt under laboratorieforhold. Virkningerne af fint støv kan undersøges direkte i vævet, men det er fortsat svært at tydeligt tilskrive lidelser som lunge- eller hjerte-kar-sygdomme til luftforurening og at identificere disse som hovedårsagen (8, 11, 17, 20). Dette skyldes hovedsageligt, at genetiske dispositioner og miljøfaktorer, såsom livsstil og diæt eller stress, har indflydelse på de lidendes lidelse. Nøjagtige tal om konsekvenserne af luftforurening er derfor vanskelige, og i de fleste tilfælde er der kun skøn over både sygdomme og dødsfald (2, 19).

Ikke desto mindre er det som beskrevet her blevet undersøgt tydeligt, at fint støv har en toksisk virkning på celler gennem en lang række mekanismer, ødelægger deres membraner og tilskynder dem til at producere en lang række stoffer. Det er derfor tydeligt knyttet til forskellige sygdomme. Derudover viser de empiriske forskningsprojekter, der er beskrevet her, en signifikant øget forekomst af forskellige sygdomme i befolkninger, der er udsat for alvorlig luftforurening.

Forskningsinstitutioner er nu endda begyndt at undersøge virkningerne af fint støv på andre levende væsener. Resultaterne er næppe overraskende: hvad der er skadeligt for mennesker, bringer også andre organismer i fare. For eksempel har øget biedødelighed nu været forbundet med dårlig luftkvalitet (18). Partikler kan ikke kun have en direkte indvirkning på vores helbred, men også indirekte påvirke faktorer i vores liv, såsom vores kost. Hvor langt denne indflydelse strækker sig, er et spørgsmål til forskning. Under alle omstændigheder er det allerede klart nu på grund af antallet af sygdomme og sygdomme, både fysiske og psykologiske, og det enorme antal mennesker, der udsættes for dårlig luftkvalitet hver dag, synes luftforurening at være den største opgave for moderne medicin.

Kilder
  1. Umwelt Bundesamt (2020). Feinstaub. www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub
  2. D. E. Schraufnagel, et al. (2019). Air Pollution and Noncommunicable Diseases
  3. R.D. Brook, et al. (2010). Particulate Matter Air Pollution and Cardiovascular Disease
  4. L. Selley, et al. (2019). Brake dust exposure exacerbates inflammation and transiently compromises phagocytosis in macrophages.
  5. E. Burte, et al. (2019). Long-term air pollution exposure is associated with increased severity of rhinitis in 2 European cohorts.
  6. B.A. Maher, et al. (2020). Iron-rich air pollution nanoparticles: An unrecognised environmental risk factor for myocardial mitochondrial dysfunction and cardiac oxidative stress
  7. B.A. Maher, et al. (2016). Magnetite pollution nanoparticles in the human brain.
  8. S.Y.L. Shua, et al. (2019). The Relationship Between Ambient Atmospheric Fine Particulate Matter (PM2.5) and Glaucoma in a Large Community Cohort.
  9. J. Sunyer, et al. (2015). Association between Traffic-Related Air Pollution in Schools and Cognitive Development in Primary School Children: A Prospective Cohort Study
  10. T. Beckwith, et al. (2020) Reduced gray matter volume and cortical thickness associated with traffic-related air pollution in a longitudinally studied pediatric cohort.
  11. A. Kewalramani, et al. (2008). Asthma and Mood Disorders.
  12. A. Oudin et al. (2016). Association between neighbourhood air pollution concentrations and dispensed medication for psychiatric disorders in a large longitudinal cohort of Swedish children and adolescents.
  13. C. Brokamp (2019). Pediatric Psychiatric Emergency Department Utilization and Fine Particulate Matter: A Case-Crossover Study
  14. A.L. Roberts et al. (2013). Perinatal Air Pollutant Exposures and Autism Spectrum Disorder in the Children of Nurses’ Health Study II Participants
  15. X. Zhang et al. (2018). The impact of exposure to air pollution on cognitive performance
  16. S. Künn et al. (2019). Indoor Air Quality and Cognitive Performance.
  17. I.M. Carey et al. (2018). Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England.
  18. G.G. Thimmegowda et al. (2020). A field-based quantitative analysis of sublethal effects of air pollution on pollinators.
  19. WHO (2020). Air pollution. www.who.int/health-topics/air-pollution
  20. A.E. Budson (2020). Does air pollution cause Alzheimer’s disease? https://www.health.harvard.edu/blog/does-air-pollution-cause-alzheimers-disease-2020072320627
  21. J. Kilian & M. Kitazawa (2018). The emerging risk of exposure to air pollutionon cognitive decline and Alzheimer's diseaseeEvidence from epidemiological and animal studies
  22. European Environment Agency (2020). Healthy environment, healthy lives: how the environment influences health and well-being in Europe.
  23. J.E. Fisher, et al. (2016). Physical Activity, Air Pollution, and the Risk of Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease.