8 sposobów, w jakie zanieczyszczenia środowiska mogą zaszkodzić organizmowi

Z biegiem czasu, sposoby, w jakie zanieczyszczenia środowiska mogą szkodzić naszemu zdrowiu, stały się jaśniejsze. Ale teraz naukowcy rzucają światło na osiem mechanizmów biologicznych, jakie narażenie na zanieczyszczone powietrze, wodę, glebę i żywność może szkodzić i zakłócać.

Ich praca zapewnia wgląd w złożone relacje między naszym otoczeniem a naszymi funkcjami fizycznymi i umysłowymi, pokazując, w jaki sposób zanieczyszczenia mogą zaburzać kluczowe procesy molekularne, takie jak replikacja DNA, synteza białek i sygnalizacja międzykomórkowa. Badanie z marca zostało opublikowane w czasopiśmie Cell.

„Odkrycia wspierają wysiłki na rzecz złagodzenia zanieczyszczenia poprzez: [providing] ramka[work] argumentować za biologiczną wiarygodnością proponowanych działań regulacyjnych na wszystkich poziomach – mówi dr Annette Peters, dyrektor Instytutu Epidemiologii w Niemieckim Centrum Badawczym ds. Zdrowia Środowiskowego. znaczenie ich wyników dla codziennego życia naszych społeczeństw i ich samych”.

Jak zanieczyszczenia mogą szkodzić zdrowiu

Innowacje i uprzemysłowienie mają moc zmniejszania ubóstwa i rewitalizacji gospodarek, ale, jak pokazują Peters i współpracownicy, mają również moc powodowania chorób i śmierci, którym można było zapobiec.

W latach 2016-2018 epidemiolodzy oszacowali, że od 9 do 12,6 mln zgonów rocznie, z których większość miała miejsce w krajach o niskich dochodach, można przypisać źródłom toksyczności środowiskowej, takim jak drobne cząstki stałe, metale ciężkie i pestycydy.

Autorzy przeczesali literaturę naukową w poszukiwaniu wskazówek, w jaki sposób takie źródła szkodzą naszemu zdrowiu i wysunęli osiem hipotez. Każdy z nich służy jako własne brakujące ogniwo w zrozumieniu, w jaki sposób narażenie na zanieczyszczenia może prowadzić do rozwoju chorób przewlekłych.

Stres oksydacyjny i stan zapalny

Reakcyjne formy tlenu (ROS) to niezwykle reaktywne cząsteczki chemiczne, które biorą udział w komunikacji między komórkami. W nadmiarze mogą powodować stres oksydacyjny, który może uszkadzać komórki aż do śmierci.

Aby zapobiec wymykaniu się spod kontroli liczby ROS, antyoksydanty – substancje mające chronić zdrowie komórek – rutynowo usuwają z organizmu zabłąkane ROS. Jednak ekspozycje środowiskowe zmniejszają stężenie antyoksydantów, znosząc ograniczenia aktywności ROS.

Pozostawiona bez kontroli aktywność ROS może ostatecznie spowodować raka i miażdżycę (stwardnienie i zwężenie tętnic), a także inne choroby neurologiczne, oddechowe i sercowo-naczyniowe.

Zmiany i mutacje genomowe

Mutacje somatyczne — szkodliwe mutacje, które występują w DNA komórek nierozrodczych — kumulują się z wiekiem, ale także z wystawieniem na działanie substancji chemicznych środowiska, które są uważane za mutageny lub czynniki powodujące mutacje. Mutacje te przyczyniają się do rozwoju wielu chorób przewlekłych.

Zmiany epigenetyczne

Epigenetyka dotyczy zmian w ekspresji genów, które zachodzą bez odpowiednich zmian w sekwencji DNA. Zasadniczo epigenetyka uwzględnia wpływ czynników zewnętrznych na aktywność lub brak aktywności genetycznej.

Do takich czynników należą:

• Narażenie na zanieczyszczenie pyłem (zanieczyszczenie składające się z mikroskopijnych drobinek materii stałej i płynnej)
• Metale toksyczne, takie jak nikiel, kobalt, arsen i kadm
• Organiczne chemikalia

Wynikające z tego zmiany epigenetyczne mogą przyspieszyć proces starzenia i zwiększyć ryzyko chorób związanych z wiekiem.

Zaburzenia mitochondrialne

Jak każde koło zębate w maszynie, mitochondria — elektrownie komórkowe — są podatne na awarie. Jedną z głównych przyczyn nieprawidłowego funkcjonowania mitochondriów jest narażenie na zanieczyszczenie powietrza. Ta usterka jest powiązana ze wszystkim, od nieprawidłowego rozwoju mózgu płodu i cukrzycy typu 2 po raka piersi i przedwczesne starzenie się.

Zaburzenia endokrynologiczne

Substancje chemiczne zaburzające gospodarkę hormonalną (EDC) obejmują substancje chemiczne znajdujące się w żywności i produktach handlowych. Z definicji EDC zakłócają produkcję, uwalnianie, transport i metabolizm hormonów, takich jak insulina, estrogen, progesteron i testosteron. Często ma to istotne – i potencjalnie dziedziczne – konsekwencje dla zdrowia.

Zmieniona komunikacja międzykomórkowa

Nigdzie powiedzenie „komunikacja jest kluczem” nie jest bardziej prawdziwe niż w biologii. Ekspozycje środowiskowe mogą osłabiać zdolność sąsiednich komórek do skutecznej komunikacji między sobą i koordynowania reakcji na bodźce. Na przykład ekspozycja na ozon hamuje sygnalizację naskórkowego czynnika wzrostu w płucach i innych miejscach.

Zmienione społeczności mikrobiomu

Organy barierowe, takie jak skóra, płuca i jelita regulują to, co wchodzi i wychodzi z najgłębszych głębi ciała. Kiedy delikatna równowaga bakterii i innych mikrobiom, które istnieją w tych miejscach, zostanie zachwiana, może dojść do astmy, alergii i infekcji wirusowych. Narażenie na toksyczne metale, zanieczyszczenie powietrza i promieniowanie ultrafioletowe to kilka powszechnych winowajców.

Upośledzona funkcja układu nerwowego

Ekspozycje środowiskowe mogą również aktywować układ nerwowy i wyzwalać uwalnianie hormonów stresu. Zanieczyszczenie hałasem wiąże się z utratą słuchu, wysokim ciśnieniem krwi i chorobami układu krążenia. Zanieczyszczenie światłem ma związek z rakiem, chorobami psychicznymi, zaburzeniami snu i chorobami kardiometabolicznymi. Zanieczyszczenie powietrza podrażnia płuca, a zanieczyszczenie cieplne może powodować wyczerpanie cieplne i udar cieplny.

Badanie „wzywa do podjęcia środków przeciwko upałom na poziomie indywidualnym” – mówi Peters. Zwraca również „szczególną uwagę na leczenie chorób przewlekłych u osób narażonych na zanieczyszczenia w swoim zawodzie lub otoczeniu” – dodaje.

Zmniejszone ryzyko depresji

Ogólnie rzecz biorąc, ekspozycje środowiskowe są szkodliwe, ale jest jeden godny uwagi wyjątek. Stwierdzono, że przebywanie na łonie natury poprawia zdrowie psychiczne, piszą autorzy. W szczególności bliskość „miejskich terenów zielonych”, takich jak ogrody i parki, została powiązana ze zmianami aktywności w obszarach mózgu, o których wiadomo, że odgrywają rolę w rozwoju depresji.

Dostosowywanie się najlepiej, jak potrafimy

Chociaż badanie w żadnym wypadku nie jest kompleksowym przeglądem wpływu narażenia środowiskowego na zdrowie psychiczne i fizyczne, rzuca światło na podstawowe relacje, jakie się z tym wiążą – i stanowi przekonujący argument za opracowaniem, wdrożeniem i egzekwowaniem surowych polityk zdrowia publicznego .

Zwłaszcza, mówi Peters, te skupione na łagodzeniu zanieczyszczenia na wszystkich poziomach.

Teoretycznie osiem ścieżek choroby można odwrócić poprzez zmianę zachowania lub środowiska — migrację z dala od źródeł zanieczyszczeń lub prowadzenie zdrowszego stylu życia. W praktyce jednak nie jest to takie proste.

„Jednym z historycznych przykładów jest strajk w hucie stali w dolinie Utah w latach 80., który zmniejszył obciążenie stresem oksydacyjnym i związane z nim skutki zdrowotne w populacji” – mówi Peters. „Nie oznacza to jednak, że potencjalnie nie ma trwałych uszkodzeń. „W rzeczywistości, dodaje, jest bardziej prawdopodobne, że jakiś ciężar choroby pozostanie.

Ale nawet gdyby tak się nie stało, całkowita zmiana warunków życia i pracy — przeprowadzka do domu, znalezienie innej pracy, unikanie przetworzonej żywności — nie jest realistyczna ani nawet możliwa dla większości ludzi.

Zdrowa dieta, regularne ćwiczenia fizyczne i unikanie substancji, takich jak nikotyna, to wszystko, co często zaleca Peters.

Peters spodziewa się, że jej odkrycia będą tylko zyskiwać na znaczeniu w nadchodzących latach, ponieważ poziomy zanieczyszczenia i globalne temperatury nadal będą coraz wyższe.

„Na przykład przy rosnącej otyłości populacja świata jako całość będzie bardziej podatna na zagrożenia, a urazy środowiskowe nabiorą większego znaczenia” – mówi. „To powiedziawszy, łagodzenie globalnego ocieplenia poprzez zrównoważone wytwarzanie i konsumpcję energii ogromny potencjał do poprawy zdrowia na całym świecie.”

Informacje zawarte w tym artykule są aktualne na podany dzień, co oznacza, że ​​po przeczytaniu mogą być dostępne nowsze informacje. Aby uzyskać najnowsze informacje o COVID-19, odwiedź naszą stronę z wiadomościami o koronawirusie.