Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ oddechowy

Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ oddechowy
Dr med. Piotr Dąbrowiecki
Wojskowy Instytut Medyczny
Polska Federacja Stowarzyszeń Chorych na Astmę Alergię i POCHP
Dlaczego chorujemy? • Opierając się na wynikach badań przeprowadzonych w USA w latach osiemdziesiątych, można stwierdzić, że za utrzymanie zdrowia jednostki odpowiada:
•
•
•
•
styl życia jednostki w 53%, warunki środowiskowe w 21%, cechy dziedziczne w 16%,
dostępność i poziom opieki zdrowotnej 10%.
Zanieczyszczenia powietrza czyli co, gdzie i przez kogo???
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Główne zagrożenia zdrowia człowieka są powodowane wskutek wchłaniania zanieczyszczeń w procesie oddychania. Źródłami zanieczyszczeń atmosfery są przede wszystkim: elektrociepłownie, przemysł, transport, spalanie odpadów, lokalne kotłownie, gospodarka komunalna.
Podstawowymi substancjami zanieczyszczającymi środowisko są: tlenek węgla, tlenek siarki i azotu, ozon, wszelkiego rodzaju pyły.
CO – transport (70%)
SOx – elektrociepłownie, kotłownie (68%)
NOx – transport (45%), elektrociepłownie (34%)
HC – transport (30%)
Pb – transport (70%)
Pyły – przemysł (40%)
Dlaczego układ oddechowy?
Układ oddechowy składa się z części przewodzącej i części oddechowej. Wymiana gazowa zachodzi w części oddechowej, w pęcherzykach płucnych, które stanowią główny element płuc. Funkcja części przewodzącej polega na doprowadzaniu powietrza do części oddechowej.
•
Wraz z wdychanym powietrzem do układu oddechowego dostają się liczne substancje takie jak cząsteczki pyłów, gazów oraz przenoszone drogą kropelkową patogenne drobnoustroje . Ze względu na to, układ oddechowy wykształcił struktury wychwytujące wdychane czynniki, neutralizujące je oraz wydalające je z powrotem na zewnątrz.
•
Błona śluzowa pełni nie tylko rolę okrywającą ale również czynnie uczestniczy w wychwytywaniu, neutralizacji i wydalaniu przypadkowo wdychanych substancji (np. pyłów). Funkcje te zapewnia zdolność do produkcji śluzu przez obecne w nabłonku komórki kubkowe oraz obecne w błonie podśluzowej gruczoły śluzowe.
Gdzie w układzie oddechowym?
•
Wzrostów stężenia pyłów PM, SO2, NOx., ozon jako wynik zanieczyszczenie antropogenicznego
•
•
Badania długofalowe (Dockery, Pope) wykazały, że współczynniki przy zagrożeniu chronicznym są wyższe. Najwięcej danych zabrali Pope et al. (500 000 osób) i na nich opierają się dziś współczynniki umieralności. Stwierdzono, że najgroźniejsze są najmniejsze cząstki pyłu, (średnica poniżej 2,5 mikrona) zwane PM 2.5, osiadające w płucach. Toksyczność s(PM10) = 0.6 s(PM2.5)
•
•
•
Gdzie doleci tam uszkodzi
(nasilenie procesu zapalnego)
•
Zanieczyszczenia powietrza mogą uszkadzać zarówno część przewodzącą (Ozon, NO, S02. PM10) jak i oddechową (PM 1‐PM2,5).
•
Nieprawidłowa funkcja rzęsek (spowodowana działaniem pyłów PM 10 PM5) powoduje zaleganie śluzu w drogach oddechowych i niemożność usuwania szkodliwych substancji na zewnątrz.
Ułatwia to rozwój infekcji bakteryjnych i wirusowych. •
•
W obronie przed wdychanymi, szkodliwymi czynnikami biorą również aktywny udział komórki układu immunologicznego.
•
Makrofagi fagocytują cząsteczki pyłów oraz bakterie i wirusy, niszczą je, a następnie są usuwane wraz ze śluzem. W zrębie pęcherzyków płucnych, w ich ścianach oraz świetle spotyka się liczne makrofagi, które wydostają się z naczyń włosowatych i przechodzą do światła pęcherzyków.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie…
Choroby układu oddechowego:
•
•
•
•
•
•
zapalenie błony śluzowej nosa, gardła, oskrzeli, nowotwory płuc, astma,
przewlekła obturacyjna choroba płuc .
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań….i
•
•
•
•
Szacunkowa wielokrotność wzrostu zagrożeniem rozwoju chorób przy narażeniu na zanieczyszczenia powietrza:
Nowotworowe 2,5 – 5,0
Układu oddechowego 2,0 – 4,0
Układu krążenia 2,0 – 4,0
Infekcyjne 1,5 – 2,0
•
Raport ExternE 2004
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i
•
Wykres w funkcji czasu
pokazuje zależność
między stężeniem pyłów
w powietrzu a
bronchitem i astmą
wśród dzieci
przedszkolnych.
•
Żółte obszary pokazane
na rysunku
przedstawiają skażenie
powietrza i częstość
bronchitu
Widać wyraźnie wpływ
rocznego wyłączenia
stalowni w Utah Valley .
•
Przewlekłe zapalenie, czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
• Raport WHO 2006 rok
• Opierając się na danych zebranych w 1100 miastach w 91 krajach na świecie, WHO podaje że do dwóch milionów osób ma umierać każdego roku z powodu chorób spowodowanych tymi zanieczyszczeniami. Według badania, na te dwa miliony, 1 300 000 zgonów można przypisać zanieczyszczeniom w mieście, które dotykają w równym stopniu kraje rozwinięte, jak i rozwijające się.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
•
1 100 000 zgonów można by było uniknąć, gdyby normy w zakresie zanieczyszczeń powietrza był respektowane. W rzeczywistości, 80 krajów ( z 91 krajów) z których Światowa Organizacja Zdrowia czerpała swoje dane, nie przestrzega wartości referencyjnych odnośnie zanieczyszczeń powietrza.
•
Strefy najbardziej niebezpieczne dla zdrowia są w krajach, które doświadczają szybkiego wzrostu gospodarczego, takich jak Indie oraz Chiny. W niektórych miastach stężenie drobnych cząsteczek ma być aż do 15 razy większe niż zakłada to maksymalny poziom.
•
Najcięższe skutki zanieczyszczeń powietrza można zaobserwować u osób starszych, u osób już chorych na choroby układu oddechowego i krążenia oraz u dzieci.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
• Dane WHO 2006
dotyczące zanieczyszczeń powietrza
wskazują , że:
•
•
•
•
•
Wzrost emisji SO2 o 1 g/m3 powoduje dodatkowe zgony 39 osób w przeliczeniu na 1milion mieszkańców,
Wzrost zawartości pyłu o 1 g/m3 powoduje dodatkowe zgony 85 osób,
Wzrost zawartości 226Ra o 3,7 mBq/m3 powoduje dodatkowe zgony 150 osób,
Szacuje się, że powyższe straty w populacji ludzkiej o liczebności 1 mln są wysokości 14 tys. osób rocznie
Warszawa ‐ 28 tysięcy osób …….
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
• Badania Dockery 1993
dużych grup ludności
w USA wykazały
wyraźny wzrost
umieralności przy
wzroście
zanieczyszczenia
powietrza.
• Wyniki te potwierdziły
badania narażenia
chronicznego w wielu
innych krajach.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
Przewlekłe zapalenie czyli konkretnie wzrost zachorowań...i zgonów.
• Umieralność noworodków na choroby dróg oddechowych .
Czechy, 1986‐1988 • Związek podwyższonej umieralności ze zwiększonym poziomem TSP‐10 widoczny jest na rozproszonych obszarach.
„My house is my castle”
Czy jesteśmy bezpieczni ???
•
Projekt Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w Krakowie. Badania kwestionariuszowe wykonany w Collegium Medicum
Uniwersytetu Jagiellońskiego w latach 2005‐2006.
•
U osób eksponowanych na zanieczyszczenia generowane przez spalanie węgla w mieszkaniach, ryzyko wystąpienia przewlekłego kaszlu było prawie dwa razy wyższe niż u osób mieszkających w mieszkaniach z ogrzewaniem centralnym (OR=1.88,95%CI: 1.09‐3.23). •
Przewlekły nieżyt oskrzeli w grupie eksponowanej występował ponad dwa razy częściej w porównaniu z grupą nieeksponowaną (OR=2.24, 95%CI:1.05‐4.75).
•
Ocena skutków zdrowotnych zanieczyszczeń powietrza była częścią zintegrowanego projektu Unii Europejskiej koordynowanego przez Wspolnotowe Centrum Badawcze JRC, Ispra, Włochy, „From toxic emissions to health effects: An integratedemissions, air quality and health impacts case study in Krakow”
„My house is my castle”
Czy jesteśmy bezpieczni ???
Badania nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie.
•
Z okazji roku płuc (2010) ERS European Respiratory Society i ELF wydało publikację ”Air Quality and Health” 2010
Liczne badania epidemiologiczne przytoczone w publikacji wykazały, że dzienna śmiertelność, głównie z powodu chorób układu krążenia i układu oddechowego, jest związana z ekspozycją na zanieczyszczone powietrze.
Badania nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie.
• Badania przeprowadzone na zlecenie ERS w centrach miast europejskich wykazały wzrost odsetka zgonów o 0,6% na każdy wzrost o 10 ng ∙ m‐3 stężenia PM10 .
• Badania przeprowadzone w poprzedzających raport ERS latach na zlecenie WHO 2006 roku wykazały wzrost ilości zgonów 0,6% (choroby układu krążenia) i 0,9% (choroby układu oddechowego), odpowiednio, na każdy wzrost o 10 ng ∙ m‐3 stężenia PM10 .
• Szczególnie zagrożone są dzieci, osoby starsze i chorzy przewlekle (układ oddechowy i układ krążenia).
Badania nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie.
• Badania wykazały, że zwiększona ilość objawów astmy oskrzelowej (świszczący oddech, kaszel, duszność) u osób z rozpoznaną chorobą, ale także u osób bez stwierdzonej choroby
były ściśle związane z dziennym stężeniem w atmosferze poziomów PM i NO2 a także ozonu.
Politechnika Warszawska i Wojskowy Instytut Medyczny
wspólne badania nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na układ oddechowy.
• „Analiza i ocena efektów oddziaływania ruchu drogowego na zdrowia mieszkańców miast”
• Finansowany ze środków na naukę w latach 2008‐2012
„Analiza i ocena efektów oddziaływania ruchu drogowego na zdrowia mieszkańców miast”
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Pomiary parametrów ruchu pojazdów wraz z pomiarami stężeń zanieczyszczeń powietrza i natężenia hałasu zrealizowano w przekrojach wybranych 7 następujących ciągów komunikacyjnych m.st. Warszawy (oznaczonych również na poniższej ilustracji): ul. Wawelska (na odcinku od ul. Grójeckiej do ul. Żwirki i Wigury) ul. Grójecka (na odcinku od ul. Bitwy Warszawskiej 1920 r. do ul. Wawelskiej) ul. Tamka (na odcinku od ul. Kopernika do ul. Topiel)
ul. Marszałkowska (na odcinku od ul. Wilczej do ul. Koszykowej) Al. Jerozolimskie (na odcinku od ul. Kruczej do ul. Nowy Świat) Al. Solidarności (od Al. Jana Pawła II do ul. Żelaznej) ul. Puławska (od ul. Willowej do ul. Goworka) oraz czystych ekologicznie rejonach puszczy augustowskiej i roztocza (gr. Porównawcza)
Badania czynnościowe oddychania zostały przeprowadzone sukcesywnie w latach 2008‐2011 w okresach od kwietnia do czerwca oraz od września do października.
„Analiza i ocena efektów oddziaływania ruchu drogowego na zdrowia mieszkańców miast”
Ogółem n=4985
Odrzucono n=260
Ogółem do analizy n=4725
Niepalący
n=2387
Grupa badana
n=1938
Grupa kontrolna
n=449
Palący
n=2338
Grupa badana
n=1896
Grupa kontrolna
n=442
Roztocze, n=297
Roztocze, n=275
Podlasie, n=152
Podlasie, n=167
ul. Wawelska, n=282
ul. Wawelska, n=328
ul. Grójecka, n=309
ul. Grójecka, n=319
ul. Tamka, n=215
ul. Tamka, n=203
ul. Marszałkowska, n=271
ul. Marszałkowska, n=244
Al. Jerozolimskie, n=257
Al. Jerozolimskie, n=205
Al. Solidarności, n=325
Al. Solidarności, n=256
ul. Puławska, n=279
ul. Puławska, n=341
Czy mieszkańcy miast częściej chorują?
• Widoczne są znaczne różnice w liczebnościach poszczególnych schorzeń, których występowanie częściej deklarowali mieszkańcy Warszawy oraz osoby zamieszkujące tereny pozamiejskie.
Odsetki osób deklarujących występowanie określonych chorób układu oddechowego, w podziale na grupę badaną i kontrolną Odsetki osób deklarujących występowanie określonych chorób układu oddechowego, w podziale na podgrupy grupy badanej i kontrolnej Wpływ miejsca zamieszkania na parametr FEV1 w badaniu spirometrycznym
Zmienność FEV1% w zależności od lokalizacji miejsca zamieszkania, aktywności fizycznej badanych osób
oraz narażenia na bierne palenie tytoniu
Zmienność FEV1/FVC w zależności od lokalizacji miejsca zamieszkania Zmienność FEV1/FVC w zależności od narażenia na bierne palenie tytoniu Zmienność FEV1/FVC w zależności od aktywności fizycznej badanych osób i miejsca zamieszkania Pierwszy Polski Dzień Spirometrii 14.10.2011
•
•
•
•
•
•
•
•
Analizie poddano wyniki uzyskane u 2881 osób.
W badaniu spirometrycznym
za obturację przyjęto FEV1%FVC <0,70 i DGN.
Wśród osób, u których wcześniej nie stwierdzano przewlekłej choroby układu
oddechowego (N=2572) cechy obturacji stwierdzono u 289 osób, co stanowi 11,1% tej
grupy.
Wśród mieszkańców terenów wiejskich (N=326) obturację stwierdzono u 27 osób, co
stanowi 8,3% wszystkich badanych mieszkańców tych terenów.
Wśród mieszkańców małych miast (N=1019) obturację stwierdzono u 136 osób, co
stanowi 13,4% wszystkich badanych mieszkańców tych terenów.
Wśród mieszkańców dużych miast (N=1536) obturację stwierdzono u 194 osób, co
stanowi 12,6% wszystkich badanych mieszkańców tych terenów.
Wśród mieszkańców miast więcej badanych deklarowało występowanie kaszlu, świstów,
kaszlu z odksztuszaniem oraz przemijającej duszności.
Jak żyć w takim środowisku ???
• Indeks jakości powietrza (AQI) podawany przez Clean Air Act: poziom ozonu, pył zawieszony, tlenek węgla, dwutlenek siarki, dwutlenek azotu.
Wskaźnik informuje o stopniu zanieczyszczenia powietrza.
Waha się ona od 0 do 500.
•
•
W USA miastach powyżej 350.000 ludzi, stanowe i lokalne agencje są zobowiązane do składania sprawozdań z AQI codziennie do mieszkańców. Kiedy AQI jest powyżej 100 dla każdego zanieczyszczenia, agencje te muszą poinformować osoby z grup ryzyka ( rodziców dzieci lub chorych na astmę).
Jeśli wartości dwóch lub więcej rodzajów zanieczyszczeń, mają wartości powyżej 100 na dany dzień, agencje muszą poinformować wszystkich.
Ziemia, powietrze, natura…
• Patrzmy na całego człowieka, nie tylko na układ oddechowy.
• Wpływając na atmosferę w której żyjemy, wpływamy na ludzi.