12Tashkent Medical Academy Integration of Science, Education and Practice in Modern Psychology and Pedagogy: Problems and Solutions
Volume 4 | TMA Conference | 2023 Zamonaviy psixologiya, pedagogikada fan, ta'lim va amaliyot integratsiyasi: muammo va vechimlar
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА КАК ФАКТОР РИСКА БОЛЕЗНЕЙ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Madina Ilkhomjon kizi Tairova
Tashkent Medical Academy Department of Radiology
Muhammadumid Ayubkhon ugli Abdullaev
Student of Tashkent Medical Academy umidjon200505@gmail.com
АННОТАЦИЯ
Загрязнение атмосферного воздуха связано с разнообразными неблагоприятными последствиями для здоровья людей и представляет серьезную проблему для здравоохранения в мире. Многочисленными исследованиями доказано, что воздушные загрязнители способствуют развитию заболеваний, прежде всего сердечно-сосудистой системы, и росту смертности. Риск развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) при загрязнении воздуха ниже, чем при традиционных рисках — артериальной гипертензии, сахарном диабете, гиперхолестеринемии. В то же время воздействие этого фактора почти повсеместное, поэтому значение его велико. Воздушные поллютанты занимают первое место среди экологических факторов риска ССЗ. Хотя риск ССЗ возрастает с повышением концентрации и продолжительности воздействия воздушных загрязнителей, до настоящего времени не определен их безопасный уровень. В дни повышенного загрязнения воздуха необходимо усиление контроля за состоянием сердечно-сосудистой системы, особенно у уязвимых лиц, и проведение профилактики. В обзоре обобщены последние эпидемиологические данные о влиянии загрязнения воздуха (преимущественно твердыми взвешенными частицами) на сердечно-сосудистую систему. Обсуждаются механизмы, посредством которых реализуется негативное влияние загрязнителей, в том числе окислительный стресс, воспаление, вегетативный дисбаланс с преобладанием симпатического тонуса.
Ключевые слова: загрязнение воздуха, взвешенные частицы, сердечнососудистые заболевания, артериальная гипертензия, атеросклероз, инфаркт миокарда, хроническая сердечная недостаточность, воспаление, окислительный стресс.
May 6
385
Tashkent Medical Academy Integration of Science, Education and Practice in Modern Psychology and Pedagogy: Problems and Solutions
Volume 4 | TMA Conference | 2023 Zamonaviy psixologiya, pedagogikada fan, ta'lim va amaliyot integratsiyasi: muammo va vechimlar
ABSTRACT
Atmospheric air pollution is associated with a variety of adverse consequences for human health and poses a serious problem for public health in the world. Numerous studies have proven that air pollutants contribute to the development of diseases, primarily of the cardiovascular system, and an increase in mortality. The risk of developing cardiovascular diseases (CVD) with air pollution is lower than with traditional risks - arterial hypertension, diabetes mellitus, hypercholesterolemia. At the same time, the impact of this factor is almost universal, so its importance is great. Air pollutants occupy the first place among the environmental risk factors for CVD. Although the risk of CVD increases with increasing concentration and duration of exposure to airborne pollutants, their safe level has not yet been determined. In days of increased air pollution, it is necessary to strengthen control over the state of the cardiovascular system, especially in vulnerable people, and prevention. The review summarizes the latest epidemiological data on the impact of air pollution (mainly by solid suspended particles) on the cardiovascular system. The mechanisms by which the negative influence of pollutants is realized, including oxidative stress, inflammation, vegetative imbalance with a predominance of sympathetic tone, are discussed.
Keywords: air pollution, suspended particles, cardiovascular diseases, arterial hypertension, atherosclerosis, myocardial infarction, chronic heart failure, inflammation, oxidative stress.
ANNOTATSIYA
Havoning ifloslanishi inson salomatligiga turli xil salbiy ta'sirlar bilan bog'liq va dunyoda sog'liqni saqlash uchun jiddiy muammo hisoblanadi. Ko'plab tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, havoni ifloslantiruvchi moddalar kasalliklarning rivojlanishiga, birinchi navbatda yurak-qon tomir tizimiga va o'limning ko'payishiga yordam beradi. Havoning ifloslanishi bilan yurak-qon tomir kasalliklari (KVH) rivojlanish xavfi an'anaviy xavflarga qaraganda past — arterial gipertenziya, diabet, giperkolesterolemiya. Shu bilan birga, ushbu omilning ta'siri deyarli hamma joyda mavjud, shuning uchun uning ahamiyati katta. Havo pollutantlari KVH uchun ekologik xavf omillari orasida birinchi o'rinda turadi. Havo ifloslantiruvchi moddalarning kontsentratsiyasi va ta'sir qilish davomiyligi oshishi bilan KVH xavfi ortib borayotgan bo'lsa-da, ularning xavfsiz darajasi hozirgacha aniqlanmagan. Havoning ifloslanishi ko'paygan kunlarda yurak-qon tomir tizimining holatini, ayniqsa zaif odamlarda nazoratni kuchaytirish va profilaktika choralarini ko'rish zarur. Sharh havo ifloslanishining (asosan qattiq to'xtatilgan zarrachalar) yurak-qon tomir tizimiga ta'siri haqidagi so'nggi epidemiologik ma'lumotlarni umumlashtiradi.
May 6
386
Tashkent Medical Academy Integration of Science, Education and Practice in Modern Psychology and Pedagogy: Problems and Solutions
Volume 4 | TMA Conference | 2023
Zamonaviy psixologiya, pedagogikada fan, ta'lim va amaliyot integratsiyasi: muammo va yechimlar
Ifloslantiruvchi moddalarning salbiy ta'sirini, shu jumladan oksidlovchi stress, yallig'lanish, simpatik ohang ustunligi bilan vegetativ muvozanatni amalga oshirish mexanizmlari muhokama qilinadi.
Kalit so'zlar: havoning ifloslanishi, to'xtatilgan zarralar, yurak-qon tomir kasalliklari, arterial gipertenziya, ateroskleroz, miokard infarkti, surunkali yurak etishmovchiligi, yallig'lanish, oksidlovchi stress.
Введение
Впервые драматические последствия воздействия резкого увеличения загрязнения воздуха зарегистрированы в Бельгии в долине Меза (1930 г.), а затем в Лондоне (1952 г.). Наблюдался рост числа тяжелых заболеваний, общей смертности и смертности, главным образом, от респираторных заболеваний. Лишь через 4 десятилетия исследование в Великобритании подтвердило связь между воздействием загрязнения воздуха и неблагоприятными последствиями для здоровья. Главной причиной смертности были не респираторные, а сердечнососудистые заболевания (ССЗ). Наряду с этим была отмечена опасность для здоровья не столько газообразных загрязнителей, сколько твердых взвешенных частиц (particular matter — РМ). PM в большей мере задерживаются в легочных альвеолах, что приводит к более выраженным системным эффектам.
В последующем многочисленные исследования, проведенные во многих странах, представили доказательства связи между загрязнением воздуха, как кратковременным, так и длительным, и общей смертностью, сердечно-сосудистой смертностью, сердечно-сосудистой заболеваемостью, частотой госпитализаций. Получена также информация о том, что уменьшение выбросов в атмосферу сопровождалось заметным снижением показателей заболеваемости и смертности от ССЗ.
До настоящего времени возможные последствия воздействия загрязнителей недооценены. В работеY. Wei et al. показаны ассоциации увеличения концентрации в воздухе PM с размером частиц от 2,5 до 0,1 мкмне только с респираторными заболеваниями, ССЗ, но и с септицемией, электролитными нарушениями, острой почечной недостаточностью, кишечной непроходимостью при отсутствии грыжи. Вновь выявленные эффекты поллютантов требуют подтверждения. Все последствия атмосферных загрязнителей отмечены при их концентрации ниже нормы ВОЗ и при ее малом увеличении. Обнаружена связь загрязненного воздуха с заболеваемостью сахарным диабетом, болезнью Паркинсона, нарушениями микробиома.
May 6
387
Многочисленные исследования подтверждают роль воздушного загрязнения в увеличении сердечно-сосудистой заболеваемости. Хотя риск развития ССЗ при загрязнении воздуха ниже, чем при наличии традиционных рисков (артериальная гипертензия, сахарный диабет, гиперхолестеринемия), воздействие этого фактора наблюдается почти повсеместно, поэтому значение его велико.
Эпидемиологические, клинические и экспериментальные исследования, в основном зарубежных авторов, продемонстрировали существенную связь между воздействием PM и ССЗ, включая тромбофлебит, тромбоэмболию. Имеется немало отечественных работ, посвященных изучению особенностей загрязнения атмо-сферного воздуха в отдельных регионах, и лишь единичными отечественными исследователями изучалась связь воздушных поллютантов с заболеваниями сердца и сосудов. Осведомленность практикующих врачей в Узбекистане о рисках развития ССЗ, связанных с атмо-сферным загрязнением, остается невысокой.
Влияние поллютантов на сердечно-сосудистую систему
Загрязнение воздуха является сложной динамичной смесью газообразных и твердых компонентов, каждый из которых может оказывать пагубное воздействие на здоровье человека. Наибольший неблагоприятный эффект связан не с летучими органическими веществами и газами (окисью углерода (CO), диоксидом азота (NO2), диоксидом серы (SO2), озоном (O3)), а с РМ, которые могут адсорбировать различные соединения. В зависимости от размера выделяют крупные частицы — диаметром 10-2,5 мкм (РМ10), мелкие — от <2,5 до 0,1 мкм (PM2,5) и ультрадисперсные — <0,1 мкм (PM0,1). PM2,5, имеющие б0льшую реактивную поверхность, чем крупные частицы, могут переносить б0льшее количество загрязнителей, включая токсические, и обладают более высокой способностью проникать в легочные альвеолы и кровоток.
Механизмы неблагоприятного действия вдыхаемых РМ на организм являются множественными и взаимодействующими. Поступление мелких загрязнителей в бронхолегочную систему после преодоления ее защитных механизмов (мукоцилиарного клиренса, сурфактанта, альвеолярных макрофагов и др.) может вызывать локальное воспаление, выработку цитокинов и других воспалительных медиаторов. Медиаторы воспаления, пройдя бронхоальвеолярный барьер, поступают в циркуляцию, вызывают системное воспаление. Возможна прямая транслокация наночастиц, включая токсические, в кровоток и непосредственное воздействие на отдаленные органы. J. Liliefeld et al. назвали дыхательную систему «привратником» между загрязненным воздухом и человеческим телом.
May 6
388
Воздушные загрязнители способны привести к окислительному стрессу. Воспаление и окислительный стресс — ключевые взаимодействующие механизмы патологических эффектов в организме, прежде всего со стороны сердечнососудистой системы (ССС). Воспаление вызывает реакции окислительного стресса, а окислительный стресс, возникший при воздействии поллютантов, усиливает воспалительные реакции.
Воспаление в ответ на РМ сопровождается увеличением концентрации фибриногена, фактора Виллебранда, тканевого фактора, снижением фибринолитической активности плазмы. Поллютанты могут вызывать активацию тромбоцитов, повышение гематокрита. Все это способствует развитию ССЗ.
Стимуляция загрязнителями выработки активных форм кислорода индуцирует эндотелиальную дисфункцию, нарушение сосудистого тонуса за счет высвобождения вазоконстриктора эндотелина-1 и снижения синтеза вазодилататора оксида азота. Нарушается барьерная функция эндотелия вследствие выработки барьерных разрушителей, уменьшается количество циркулирующих эндотелиальных прогениторных клеток. Имеются свидетельства того, что уязвимость ССС при воздействии загрязнителей воздуха зависит от генетических вариаций. Варианты генов, связанных с воспалительным каскадом, окислительным стрессом, обработкой микроРНК (GSTM1, GSTT1, GSTРl, GEMIN4, DGCR8), могут влиять на сердечно-сосудистые исходы как кратковременного, так и длительного воздействия загрязненного воздуха.
Поллютанты могут действовать и опосредованно, влияя на такие общепризнанные факторы риска ССЗ, как сахарный диабет, метаболический синдром, развитие и прогрессирование артериальной гипертонии. Загрязнители воздуха следует рассматривать как факторы риска атерогенности. Лица, подвергавшиеся их длительному воздействию, демонстрируют более частое развитие атеросклероза. Контакт с РМ2,5 стимулирует окислениециркулирующих липидов с повышением содержания в крови атерогенных липопротеинов, триглицеридов, способных проникать в субэндотелиальное пространство артерий вместе с воспалительными клетками и приводить к развитию атеросклеротических бляшек. Этому способствует снижение под влиянием загрязнителей уровней антиоксидантов в крови и липопротеинов высокой плотности с их антиоксидантной и противовоспалительной способностью, нарушение барьерной функции эндотелия и увеличение уровней молекул межклеточной (ICAM-1) и сосудистой (VCAM-1) адгезии. Эрозия или разрыв бляшки является триггером для тромбоза, который может вызвать окклюзию артерии и привести к инфаркту миокарда, инсульту.
May 6
389
При кратковременном (до 7 дней) воздействии средних концентраций PM (PM10 -20 мкг/м3; PM2,5 - 7 мкг/м3) в ряде исследований подобных изменений не наблюдалось.
Одним из неинвазивных показателей атеросклероза служит уменьшение просвета сосудов микроциркуляторного русла сетчатки — признак, прогностически ценный в отношении сердечно-сосудистых исходов. До настоящего времени обсуждается вопрос о связи маркера атеросклероза — толщины комплекса интима-медиа сонных артерий — с долгосрочным влиянием атмосферных загрязнителей. Метаанализ 4 европейских исследований не обнаружил его достоверной корреляции с 8 загрязнителями, включая РМ10, РМ2,5 и РМ01. В других работах отмечена значимая ассоциация между воздействием повышенной концентрации РМ2,5 и прогрессией толщины комплекса интима-медиа сонной артерии. Почти удвоенный риск развития стеноза сонных артерий, что связано с риском цереброваскулярных событий, зарегистрировали J. Newman et al. при длительном увеличении концентрации РМ2,5 на 10 мкг/м3. Уменьшение уровня РМ2,5 приводило к снижению темпов прогрессирования утолщения внутренней оболочки сонной артерии.
В американском исследовании изучалась связь долговременного воздействия воздушных РМ не только с увеличением толщины интима-медиа общей сонной артерии, но и с другим маркером атеросклероза — отложением кальция в коронарных артериях. Время наблюдения участников между двумя измерениями показателей составило 1 год — 8 лет. С загрязнителями изменение толщины внутренней оболочки сонной артерии оказалось не связанным, но на прогрессировании отложения кальция в коронарных артериях их присутствие достоверно сказывалось. Выраженное влияние воздушных загрязнителей на кальцификацию коронарных артерий подтверждено и в недавнем китайском когортном исследовании (8867 участников).
В работе S. Yang et al. продемонстрирована ассоциация длительного загрязнения воздуха с развитием атеросклеротических бляшек в коронарных артериях, отмечено увеличение со временем их количества, размера, появление их нестабильности (нарастание фиброза, возникновение некротических ядер), что является предшественником острых коронарных событий.
Полученные результаты служат доказательством того, что длительное воздействие загрязнителей воздуха способствует прогрессированию атеросклероза и развитию ССЗ.
Загрязнители могут действовать как триггеры острых коронарных событий. Рядом авторов отмечено, что
May 6
390
кратковременное воздействие РМ2,5 (от нескольких часов до 3 дней) может привести к увеличению частоты острого инфаркта миокарда (ОИМ), особенно у пациентов с уже существующей ишемической болезнью сердца. Длительное воздействие также оказалось связано с ОИМ. Крупное когортное исследование показало сходные результаты и выявило связь между острыми коронарными событиями и РМ2,5 при уровнях, не превышающих европейские предельные значения. Ингаляция загрязненного воздуха нередко приводит к повышению АД. Гипертензивный эффект наблюдался и при кратковременном, и при длительном (более стойкий) воздействии, причем влияние длительного воздействия загрязнителей было больше выражено у пожилых людей.
Воздушные поллютанты воздействуют на сенсорные нервы дыхательной системы, приводя к вегетативному дисбалансу — снижению тонуса парасимпатической и повышению тонуса симпатической нервной системы. Указанные процессы могут быть активированы уже при кратковременной ингаляции загрязнителей. Отмеченный вегетативный дисбаланс является одним из факторов, обусловливающих гипертензивный эффект РМ. Кроме того, повышение АД в значительной мере связано с оксидативным стрессом и эндотелиальной дисфункцией — с ингибированием эндотелийзависимой вазодилатации и усилением вазоконстрикции, связанной с эндотелином-1. Наночастицы, поступающие непосредственно в кровоток через пенетрированные альвеолярные мембраны, могут оказывать прямое влияние на эндотелий. К дисфункции эндотелия могут быть причастны провоспалительные медиаторы, в частности IL-6, IFN-a. В сосудистой дисфункции участвуют и другие механизмы, такие как нарушение экспрессии генов, регулирующих выработку антиоксидантов, и генов, регулирующих воспалительный каскад. Аномальный статус метилирования ДНК, вызываемый РМ, может служить еще одним, пока малоизученным, механизмом повышения АД.
Большинство эпидемиологических исследований при повышенном суточном уровне загрязнения атмосферного воздуха установило сокращение вариабельности сердечного ритма (ВСР) — маркера вегетативного дисбаланса в регуляции деятельности сердца. Наличие связи между мелкими поллютантами и снижением ВСР наблюдалось после нескольких часов, даже минут воздействия. H. Tonget al. зарегистрировали снижение ВСР при воздействии РМ даже у здоровых добровольцев. Единичные работы не выявили такого эффекта. Сведения о влиянии поллютантов на характер Т-волн ЭКГ и реполяризацию, свидетельствующих об изменениях миокарда, пока скудные, результаты неоднозначны.
May 6
391
В многолетнем исследовании A.G. Solimini et al. оценивалась связь между госпитализацией по поводу фибрилляции предсердий и воздействием различных РМ за 24 ч до возникновения аритмии. Наиболее сильная связь зарегистрирована у лиц обоего пола всех возрастных групп с РМ2,5 и у женщин старше 75 лет с NO2. Значимая ассоциация между аритмиями, включая фибрилляцию предсердий, и воздействием РМ подтверждена и другими авторами. Однако в работе она была статистически незначима. Кратковременное (1-3 сут) воздействие РМ2,5 даже при относительно низких концентрациях при суточном уровне 11,98 мкг/м3 связано с повышенным риском внезапной остановки сердца. Сочетание с другими загрязнителями (СО, SO2, О3) увеличивало риск остановки сердца. Частота внезапной остановки сердца возрастала при увеличении концентрации и продолжительности экспозиции РМ2,5. Пациенты старше 65 лет оказались более уязвимы. Сходные результаты получены и другими исследователями. Метаанализ 35 исследований показал рост частоты госпитализации, смерти от сердечной недостаточности на 2% при увеличении концентрации РМ2,5 на 10 мкг/м3. Наиболее выраженная связь наблюдалась в день воздействия. Снижение уровня РМ уменьшало число госпитализаций. Аналогичные результаты получены и в других наблюдениях
Группа английских авторов изучала влияние пятилетнего воздействия увеличенного уровня поллютантов на кардиальную структуру и функцию у лиц без ССЗ в возрасте старше 45 лет. У субъектов наблюдалось расширение обоих желудочков, что является маркером ремоделирования, часто предшествующего развитию сердечных нарушений. Зависимость увеличения массы миокарда и конечного диастолического объема не только левого, но и правого желудочка от уровня загрязнения воздуха продемонстрировала магнитно-резонансная томография и в другом исследовании.
Признана связь развития инсульта с загрязнением атмосферного воздуха причем не столько с газообразными, сколько с твердыми загрязнителями. Ассоциация зарегистрирована и при уровнях ниже нормативных. Наряду с ключевыми факторами в развитии ССЗ, играющими роль и в развитии цереброваскулярной патологии, особенно ишемического инсульта, исследования показали, что воздействие PM2,5 может привести к дисфункции гематоэнцефалического барьера и их поступлению в центральную нервную систему, вызывая воспалительную реакцию, связанную с церебральными заболеваниями.
Существует ограниченная и противоречивая информация о роли воздушных поллютантов в развитии геморрагических
May 6
392
Tashkent Medical Academy Integration of Science, Education and Practice in Modern Psychology and Pedagogy: Problems and Solutions
Volume 4 | TMA Conference | 2023 Zamonaviy psixologiya, pedagogikada fan, ta'lim va amaliyot integratsiyasi: muammo va yechimlar
мозговых событий, которые встречаются чаще у жителей Китая и Японии. Исследования, проведенные в Великобритании, Америке, Канаде, не выявили зависимости геморрагического инсульта от воздушных загрязнителей отмечена ассоциация между поллютантами воздуха и частотой и фатальным исходом геморрагического инсульта. Многие китайские и японские исследователи считают загрязнители воздуха потенциальными факторами, способствующими развитию инсульта, включая геморрагический.
Патофизиологические механизмы развития геморрагического инсульта при воздействии РМ — вазоконстрикция, артериальная гипертензия, эндотелиальная дисфункция, повышающая уязвимость мозговых сосудов к разрыву. Избыточный вес и возраст старше 65 лет увеличивали риск заболеваемости и смертность Заключение
Всемирной организацией здравоохранения признано, что среди глобальных факторов риска здоровью воздушные поллютанты являются ведущей экологической причиной смертности и потери ожидаемых лет жизни, главным образом, способствуя развитию ССЗ. Многочисленные исследования убедительно продемонстрировали связь воздушного загрязнения с артериальной гипертензией, ОИМ, ХСН, внезапной смертью. Остаются недоказанными окончательно его аритмогенные эффекты.
Загрязнение воздуха влияет на основные биологические процессы, приводящие к ССЗ. Необходимо учитывать возможность пагубного действия загрязняющих веществ на ССС даже при коротких сроках их присутствия в атмосферном воздухе. В дни сильного загрязнения воздуха еще до развития осложнений следует использовать методы контроля сердечно-сосудистой патологии. Целесообразно выявление наиболее уязвимых лиц к развитию ССЗ, связанному с воздействием загрязнителей воздуха, и проведение профилактики.
REFERENCES
1. Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [электронный ресурс]. Доступен по ссылке: https://docs.cntd.ru/document/573500115 (дата обращения 21.03.2021) 41. Табакаев М.В.,
2. Артамонова Г.В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на распространенность сердечно-сосудистых заболеваний среди городского населения.
May 6
393
Tashkent Medical Academy Integration of Science, Education and Practice in Modern Psychology and Pedagogy: Problems and Solutions
Volume 4 | TMA Conference | 2023 Zamonaviy psixologiya, pedagogikada fan, ta'lim va amaliyot integratsiyasi: muammo va vechimlar
y
3. Akhtamovna, M. O. (2023). Development of Russian-Language Competence of Medical Students. Eurasian Journal of Learning and Academic Teaching, 16, 46-48.
4. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69(3-4): 55-60. https://doi.org/10.15690/vramn.v69i3-4.996 45. Артамонова Г.В., Максимов С.А., Табакаев
5. М.В., Шаповалова Э.Б. Потери здоровья от инфаркта миокарда, обусловленные антропогенным загрязнением атмосферы промышленного центра. Гигиена и санитария. 2015; 94(3): 30-4.
