dr hab. n. med. Agnieszka Olszanecka

prof. dr hab. n. med. Danuta Czarnecka

W artykule przedstawiono aktualne poglądy na temat wpływu zanieczyszczeń powietrza na choroby układu krążenia, dane epidemiologiczne oraz patofizjologię związków między zanieczyszczeniem powietrza a chorobami serca.

Wprowadzenie

Negatywny wpływ zanieczyszczenia powietrza na zdrowie został już dawno zidentyfikowany. Historycznie punktem zwrotnym w ocenie wpływu zanieczyszczonego powietrza na zachorowalność i śmiertelność była obserwacja dokonana w 1952 roku podczas tzw. wielkiego smogu londyńskiego.¹ W grudniu tego roku w Londynie pojawiła się gęsta mgła, temperatura powietrza spadła do około zera stopni Celsjusza. Konsekwencją było znaczne zwiększenie zużycia węgla (głównie najtańszego, niskiej jakości, zawierającego dużo zanieczyszczeń, przede wszystkim związków siarki) do ogrzewania mieszkań i pomieszczeń publicznych. W krótkim czasie znacznie zwiększyła się emisja do atmosfery pyłu węglowego i gazów (m.in. dwutlenku siarki) pochodzących ze spalania niskiej jakości opału. Dodatkowo niewiele wcześniej w Londynie wycofano transport tramwajowy, zastępując go wprowadzeniem autobusów napędzanych silnikami Diesla, co zwiększało emisję zanieczyszczeń. Wydobywający się z kominów smog ulegał szybkiemu ochłodzeniu, tworząc rodzaj „czapy” nad miastem i prowadząc do inwersji temperatur – poniżej zawieszonego nad miastem smogu było zimniej niż powyżej, w wyniku czego zużycie węgla jeszcze wzrosło. Według raportów widoczność na londyńskim lotnisku była ograniczona do 10 metrów.² W komunikacji zapanował chaos, dochodziło do wielu wypadków. Oddziały szpitalne były przepełnione, także z powodu nagłego wzrostu liczby zachorowań lub zaostrzenia przewlekłych chorób płuc. Liczba chorych przyjmowanych z powodu dolegliwości ze strony układu oddechowego wzrosła o 163%.³ Smog był widoczny nie tylko na ulicach, ale także w pomieszczeniach zamkniętych, w jednym z opisów na oddziale londyńskiego szpitala był tak gęsty, że z jednego końca szpitalnego korytarza nie można było dostrzec drugiego.³ Wielki smog utrzymywał się nad miastem przez 5 dni. Zmiana warunków atmosferycznych i opady deszczu zakończyły ten epizod w Londynie 9 grudnia.

Według współczesnych analiz w konsekwencji wielkiego smogu zmarło 12 000 osób,¹ tylko między 5 a 9 grudnia odnotowano 4 tysiące zgonów – większość z powodu niewydolności oddechowej.⁴

Wielki smog i jego konsekwencje odbiły się szerokim echem na świecie i wręcz doprowadziły do wybuchu paniki. Z drugiej strony ten epizod stał się prawdziwym katalizatorem badań nad szkodliwością zanieczyszczeń powietrza oraz podstawą do wprowadzenia działań na rzecz ograniczenia skażenia środowiska. W Wielkiej Brytanii już w 1956 roku uchwalono ustawę o czystym powietrzu, która przyczyniła się do redukcji emisji zanieczyszczeń.

Temat smogu i problem zanieczyszczenia powietrza jest nadal niezwykle aktualny, zarówno w skali globalnej, jak i lokalnej. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że nawet trzy czwarte populacji świata może zamieszkiwać obszary, na których przekroczone są dopuszczalne normy stężenia pyłu zawieszonego.⁵

Ostatnie analizy wskazują, że ekspozycja na pyły zawieszone o małej średnicy cząstek jest odpowiedzialna za 4,2 miliona zgonów rocznie (2015) na świecie (7,6% całkowitej śmiertelności) i jest to o 700 000 więcej niż w roku 1990.⁶ Mimo że dotychczas kojarzono zanieczyszczenie powietrza z zachorowalnością na choroby układu oddechowego, nie ma teraz najmniejszych wątpliwości, że stanowi ono także czynnik ryzyka chorób układu krążenia. Związek między zanieczyszczeniem środowiska a śmiertelnością z przyczyn sercowo-naczyniowych jest szczególnie widoczny w krajach szybko rozwijających się, gdzie urbanizacja, rozwój przemysłu, zmiany stylu życia zachodzą w krótkim czasie, wzajemnie potęgując swoje negatywne działania.

Polska należy do krajów Unii Europejskiej charakteryzujących się najwyższym skażeniem powietrza. Informacje na temat smogu i zanieczyszczenia powietrza od kilku lat coraz częściej pojawiają się w mediach i w debacie publicznej. Sytuacja lokalna była także podstawą do unikatowej analizy wpływu zanieczyszczenia powietrza na hospitalizacje z powodu zaostrzenia chorób płuc u pacjentów z chorobą wieńcową w województwie śląskim.⁷

Zanieczyszczenie powietrza zostało uznane przez ekspertów American Heart Association (AHA) za niezależny modyfikowalny czynnik ryzyka chorób układu krążenia już w 2004 roku, dokument zaktualizowano w roku 2010.⁸ W 2015 roku odrębne stanowisko poświęcone temu zagadnieniu opublikowało także ESC Working Group on Thrombosis, European Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation; ESC Heart Failure Association.⁹

Poniższy artykuł przedstawia aktualne poglądy na temat wpływu zanieczyszczeń powietrza na choroby układu krążenia, dane epidemiologiczne oraz patofizjologię związków między zanieczyszczeniem powietrza a chorobami serca.

Źródła i rodzaje zanieczyszczenia powietrza

Zanieczyszczenie powietrza jest mieszaniną cząstek stałych (PM – particulate matter) i zanieczyszczeń gazowych, takich jak dwutlenek siarki (SO₂), dwutlenek azotu (NO₂), tlenek węgla (CO) i lotne związki organiczne (benzopireny).

Zanieczyszczenia pierwotne (cząstki sadzy, tlenki azotu i siarki) są emitowane do atmosfery przy spalaniu paliw kopalnych. Głównymi źródłami NO₂ są zanieczyszczenia wynikające ze zmotoryzowanego ruchu drogowego, powstające w trakcie przemysłowego wytwarzania i przetwarzania energii oraz emitowane z lokalnych kotłowni węglowych i domowych pieców grzewczych.

Zanieczyszczenia wtórne powstają na skutek reakcji chemicznych w atmosferze, ich przykładem jest ozon wytwarzany w wyniku serii złożonych reakcji fotochemicznych z tlenków azotu i lotnych substancji organicznych.

Poważnym zagrożeniem dla zdrowia są pyły, które składają się z cząstek o bardzo różnej średnicy i składzie. Cząsteczki pyłu o średnicy >10 µm szybko opadają na podłoże, natomiast mniejsze mogą utrzymywać się w powietrzu przez dłuższy czas (10-30 dni). Cząsteczki tworzące pył zawieszony, mające średnicę <10 µm, są klasyfikowane jako frakcja PM₁₀. Dodatkowo we frakcji PM₁₀ wyróżnia się frakcję o średnicy ziaren <2,5 µm (PM_2,5), która stanowi 50-70% całkowitej masy PM₁₀.

Cząsteczki pyłu wraz z substancjami organicznymi tworzą niebezpieczne aerozole. Pył zawieszony może zawierać wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (m.in. benzopiren, metale ciężkie oraz dioksyny i furany). Pyły zawieszone o wielkości cząstek 2,5 µm lub mniejszej są uznawane przez WHO za najbardziej szkodliwe dla zdrowia spośród innych rodzajów zanieczyszczeń atmosferycznych.

Pyły trafiają do powietrza zarówno w wyniku procesów naturalnych, jak i antropogenicznych. Do źródeł naturalnych należą materiały osadowe, wybuchy wulkanów i pożary lasów. Sztucznymi źródłami pyłów są procesy produkcyjne (głównie z dziedziny energetyki, przemysłu wydobywczego, metalurgicznego i budowalnego), transport samochodowy (spalanie paliw w silnikach mobilnych, ścieranie okładzin samochodowych opon i hamulców oraz ścieranie nawierzchni dróg) oraz spalanie paliw w sektorze bytowo-gospodarczym (ogrzewanie mieszkań i gospodarstw).¹⁰