Zanieczyszczenia środowiska to nie tylko smog, a smog to nie tylko drapanie w gardle. Każdego dnia jesteśmy narażeni na rozmaite toksyny, które mają złożony wpływ na nasz organizm. Naukowcy z Uniwersytetu Columbia wyróżnili osiem sposobów, na jakie zanieczyszczenia szkodzą naszemu zdrowiu.
– Każdego dnia dowiadujemy się nowych rzeczy na temat tego, jak zanieczyszczenia powietrza, wody, gleby i żywności szkodzą ludzkiemu zdrowiu. Mniej wiemy na temat konkretnych procesów biologicznych, jakie poszczególne toksyny inicjują w naszych organizmach – mówi prof. Andrea Baccarelli, dyrektor Wydziału Nauk o Zdrowiu Środowiskowym w Mailman School of Public Health na Uniwersytecie Columbia. Zespół naukowców pod kierownictwem Baccarelliego przyjrzał się temu zagadnieniu i na podstawie analizy dostępnych badań określił główne mechanizmy związane z oddziaływaniem zanieczyszczeń na ludzki organizm.
Jak zaznaczają eksperci, toksyny, na które jesteśmy narażeni praktycznie nieustannie, mają wpływ na różne obszary funkcjonowania naszego ciała w całym okresie życia: od ekspresji genów, przez regulowanie odpowiedzi odpornościowej i podatność na choroby, po samopoczucie. Baccarelli dodaje, że osiem sposobów oddziaływania, opisanych w publikacji na łamach czasopisma „Cell”, nie wyczerpuje złożoności zagadnienia i pełnego spektrum krótko- oraz długoterminowego oddziaływania zanieczyszczeń na ludzki organizm. Pozwala jednak zrozumieć wielopłaszczyznowość zjawiska i do pewnego stopnia wyjaśnia fakt, że nawet niewielkie narażenie na daną toksynę lub „mieszankę” szkodliwych związków może mieć znaczący negatywny wpływ na organizm.
1. Stres oksydacyjny i stany zapalne
Stan zapalny to reakcja układu odpornościowego na szkodliwy czynnik uszkadzający tkanki organizmu. Zwykle objawia się obrzękiem, zaczerwienieniem, bólem i zwiększoną temperaturą. Reakcja zapalna ma na celu usunięcie szkodliwego czynnika, pełni więc funkcję ochronną, ale tylko wtedy, gdy ma charakter ostry (krótkotrwały). Gdy przechodzi w stan przewlekły, sama staje się czynnikiem chorobotwórczym, sprzyjającym m.in. rozwojowi nowotworów. Podobne skutki może mieć długotrwały stres oksydacyjny. Jest to zaburzenie równowagi między reaktywnymi formami tlenu – tzw. wolnymi rodnikami, będącymi produktami ubocznymi metabolizmu – a zdolnością organizmu do ich usuwania i naprawy powstałych szkód. Wolne rodniki mogą uszkadzać praktycznie wszystkie tkanki. Ich nadmierna aktywność przyczynia się z kolei do rozwoju szerokiego spektrum chorób: od miażdżycy, przez nowotwory, po choroby neurodegeneracyjne.
2. Mutacje genomowe
Geny to instrukcje, w których zawarte są wytyczne dotyczące prawidłowego funkcjonowania komórek. Gdy komórka ulega podziałowi, jej materiał genetyczny zostaje powielony. Podczas tworzenia kopii w DNA mogą jednak pojawiać się błędy, czyli mutacje. Zdrowy organizm zwykle sprawnie sobie radzi z ich naprawą, jednak predyspozycje genetyczne, osłabiony układ odpornościowy lub inne, mniej uchwytne czynniki mogą przyczynić się do utrwalenia „wypaczeń” i zapoczątkowania rozrostu komórek z genami o zmienionym zapisie. Badania wskazują, że potencjał mutagenny i nowotworowy posiada wiele zanieczyszczeń środowiska, w tym te obecne w smogu, jak benzo[a]piren.
Czytaj także: Smog osłabia umysł. W połączeniu z upałami nawet bardziej.
3. Zmiany epigenetyczne
To zmiany w strukturze chemicznej DNA, które nie powodują modyfikacji samego kodu. Zmiany epigenetyczne powstają, gdy do DNA przyłączane są lub od niego odłączane tzw. grupy metylowe. Dzieje się tak również wskutek modyfikacji histonów – białek, które łączą się z DNA w chromosomach. Mówiąc prościej, zmiany epigenetyczne zmieniają ekspresję genów, nie powodując zmian w sekwencji DNA. Następstwem tych procesów może być rozwój chorób epigenetycznych. Pod tym pojęciem kryje się szerokie spektrum zaburzeń, często o charakterze wieloukładowym i trudnym do zdiagnozowania (prawidłowa diagnoza zwykle wymaga badań genetycznych). Najczęściej obejmują one układ nerwowy, a także kostny, mięśniowy, oddechowy czy pokarmowy.
4. Dysfunkcje mitochondriów
Mitochondria to struktury, w których zachodzi proces tzw. oddychania komórkowego, czyli utleniania związków organicznych. W jego przebiegu powstaje energia wykorzystywana w procesie metabolizmu. Dlatego mitochondria potocznie nazywane są elektrowniami komórkowymi. Zanieczyszczenia szkodzą zakłócając ich pracę. W ten sposób mogą przyczynić się do rozregulowania rozmaitych procesów fizjologicznych, zaburzeń rozwoju organizmu, a także powstawania chorób przewlekłych. Mogą tez skutkować rozwojem chorób mitochondrialnych, które zazwyczaj obejmują tkanki o wysokim zapotrzebowaniu na energię, jak mięśnie szkieletowe czy tkanki układu nerwowego.
5. Zaburzenia układu endokrynnego
Chodzi o zaburzenia związane z wydzielaniem i działaniem hormonów. Wiele toksyn, z którymi mamy do czynienia na co dzień, to tzw. „zaburzacze endokrynne” (ang. endocrine disruptors). Jednym z najbardziej rozpowszechnionych tego typu związków w naszym środowisku jest osławiony BPA, czyli bisfenol A, używany do produkcji tworzyw sztucznych. Podobne działanie ma wiele składników zanieczyszczeń powietrza. Deregulacja pracy układu endokrynnego może mieć trudne do przewidzenia skutki zdrowotne, ponieważ hormony to substancje o bardzo silnym działaniu i złożonym wpływie na organizm.
6. Zmiany w sygnalizacji międzykomórkowej
Komórki ludzkiego ciała pozostają ze sobą we wzajemnej zależności. Ich sprawne funkcjonowanie wymaga sprawnej komunikacji: przesyłania i odbierania sygnałów elektrycznych i chemicznych. Zakłócenia w sygnalizacji międzykomórkowej mogą powodować szereg dysfunkcji i prowadzić do rozwoju rozmaitych chorób i dolegliwości. Stanowią one również jedną z przyczyn starzenia się organizmu. Zmiany w sygnalizacji międzykomórkowej często przybierają formę zaburzeń neuroprzekażnictwa, czyli przenoszenia sygnałów między neuronami za pośrednictwem neurotransmiterów, takich jak noradrenalina, dopamina czy serotonina. Tego typu zakłócenia mogą wpływać zarówno na zdrowie fizyczne, jak i psychiczne.
Czytaj również: Ile lat życia zabiera nam smog?
7. Zmiany w mikrobiomie
Zanieczyszczenia środowiskowe szkodzą również, oddziałując na nasz mikrobiom, czyli ogół mikroorganizmów zamieszkujących nasze ciała. Najbardziej dają się we znaki jelitom, które stanowią filar układu odpornościowego. Coraz więcej badań dowodzi, że skład mikroflory jelitowej ma ogromny wpływ na nasze zdrowie, a nawet stan umysłu. Zmiany w proporcjach między poszczególnymi gatunkami i szczepami bakterii mogą mieć odczuwalne następstwa dla naszego organizmu. Zależą one głównie od stylu życia, w szczególności diety, ale również narażenia na określone związki chemiczne. Badania z 2020 r. dowodzą, że zanieczyszczenia powietrza mogą zmieniać skład mikroflory jelitowej w sposób zwiększający ryzyko rozwoju otyłości i cukrzycy.
8. Zaburzenia pracy układu nerwowego
Narażenie na zanieczyszczenia odbija się szczególnie na układzie nerwowym. Wiele toksyn obecnych w powietrzu, wodzie czy żywności ma negatywny wpływ na naszą „szarą masę” i włókna nerwowe. Szczególną szkodliwość wykazują najmniejsze cząsteczki, zdolne przenikać do mózgu i zakłócać jego pracę. Następstwem tej „inwazji” mogą być nie tylko rozmaite neuropatie, ale również zaburzenia poznawcze, emocjonalne i, w konsekwencji, behawioralne. Istnieją nawet badania wskazujące, że narażenie na zanieczyszczenia powietrza może zwiększać poziom agresji, przyczyniając się do wzrostu przemocy. Ale to temat na osobny tekst.
Zdjęcie: GUNMANPHOTO/Shutterstock
