Αν και υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ρύπων στον αέρα που αναπνέουμε, δύο συγκεκριμένα είναι επιβλαβείς για την υγεία μας: το αέριο διοξείδιο του αζώτου (NO2) και τα σωματίδια.
Ακόμη και σήμερα, σε έναν κόσμο που τροφοδοτείται όλο και περισσότερο από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και καθαρές τεχνολογίες, η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί πραγματικό κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία. Μόνο στο Ηνωμένο Βασίλειο, εκτιμάται ότι ευθύνεται για 28.000 έως 36.000 θανάτους κάθε χρόνο και μπορεί να αυξήσει κατά πολύ τον κίνδυνο ανάπτυξης πολλών ασθενειών του πνεύμονα και της καρδιάς, όπως το άσθμα ή ο καρκίνος του πνεύμονα.
Ο μολυσμένος αέρας σχηματίζει ένα πολύπλοκο μείγμα που αλλάζει ανάλογα με το από πού προέρχεται η ρύπανση και τι κάνει ο τοπικός καιρός εκείνη τη στιγμή. Οι άνθρωποι στις πόλεις διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο, καθώς ζουν πιο κοντά στα περισσότερα αυτοκίνητα, εργοστάσια και άλλες πηγές εκπομπών.
Αν και υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ρύπων στον αέρα που αναπνέουμε, δύο συγκεκριμένα είναι επιβλαβείς για την υγεία μας: το αέριο διοξείδιο του αζώτου (NO2) και τα σωματίδια (συγκεκριμένα, PM2,5), που σχηματίζονται από επιπλέοντα, μικροσκοπικά στερεά ή υγρά σωματίδια μικρότερη από 2,5 μικρόμετρα σε διάμετρο (για αναφορά, μια ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο περίπου 70 μικρόμετρα).
Το 2017, μια έκθεση διαπίστωσε ότι όλες οι περιοχές του Λονδίνου υπερέβαιναν τα συνιστώμενα επίπεδα για PM2.5 από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, με πολλές περιοχές να είναι υπερδιπλάσιες από τα συνιστώμενα επίπεδα. Σενάρια σαν αυτά επέτρεψαν στους ερευνητές να διερευνήσουν τους κινδύνους της αναπνοής σε πραγματικά μολυσμένο αέρα.
Μια μελέτη διαπίστωσε ότι, σε όλο τον κόσμο, το 86% των ανθρώπων που ζουν σε αστικές περιοχές εκτίθενται σε PM2.5 σε επίπεδα υψηλότερα ακόμη και από τις πιο επιεικείς οδηγίες του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας του 2005, με αποτέλεσμα 1,8 εκατομμύρια υπερβολικούς θανάτους το 2019. Μια άλλη βρήκε NO2 να ευθύνεται για 1,85 εκατομμύρια περιπτώσεις παιδικού άσθματος παγκοσμίως το 2019.
Αυτά τα στοιχεία προέρχονται από μελέτες σε μεγάλους πληθυσμούς ανθρώπων, οι οποίοι λαμβάνουν δεδομένα δημόσιας υγείας και τα συγκρίνουν με δεδομένα ρύπανσης για να αναζητήσουν συσχετίσεις μεταξύ ρύπανσης και ασθένειας. Αυτές είναι γνωστές ως επιδημιολογικές μελέτες. Αν και αυτές οι μελέτες μπορούν να παρέχουν μεγάλη εικόνα για τους κινδύνους που σχετίζονται με την έκθεση στην ατμοσφαιρική ρύπανση, έχουν τους περιορισμούς τους.
Για παράδειγμα, τα NO2 και τα PM2.5 εκπέμπονται από τις ίδιες πηγές, επομένως θα περίμενε κανείς ότι όταν τα επίπεδα ενός ρύπου είναι υψηλά, τα επίπεδα του άλλου είναι επίσης υψηλά. Ως εκ τούτου, χωρίς κάποια πολύ περίπλοκα μαθηματικά, είναι μερικές φορές δύσκολο να χρησιμοποιηθούν επιδημιολογικά δεδομένα για να εξακριβωθούν πλήρως οι επιπτώσεις ενός ρύπου στην υγεία σε σύγκριση με έναν άλλο.
Για το λόγο αυτό, η έρευνα πρέπει να πραγματοποιείται σε ένα πιο ελεγχόμενο περιβάλλον. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε εργαστηριακό περιβάλλον είτε με τη χρήση επεμβατικών στρατηγικών δοκιμών σε ζώα είτε με την εφαρμογή συστημάτων ανθρώπινων κυττάρων που βασίζονται σε κύτταρα που αντιπροσωπεύουν το όργανο σε ένα πιάτο.
Πνεύμονες σε ένα εργαστήριο
Στο εργαστήριό μας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Swansea, προσπαθούμε να αναπαραγάγουμε το στρώμα κυττάρων που είναι γνωστό ως κυψελιδικό επιθήλιο, το οποίο καλύπτει το βαθύτερο μέρος των πνευμόνων σας όπου το οξυγόνο εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματός σας και το διοξείδιο του άνθρακα φεύγει καθώς εισπνέετε και βγάζετε. Αυτό σημαίνει ότι είναι επίσης ένας βασικός τομέας στον οποίο η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να στοχεύσει και να βλάψει. Θέλουμε λοιπόν να καταλάβουμε πώς η ρύπανση επηρεάζει αυτό το συγκεκριμένο και πολύ ευαίσθητο μέρος του σώματος.
Το κυψελιδικό επιθήλιο αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων, το καθένα με μια συγκεκριμένη εργασία. Μερικά επιτρέπουν την κίνηση των αερίων μέσα και έξω από το αίμα, άλλα παράγουν επιφανειοδραστικό (ένα βιολογικό υγρό που διατηρεί τη δομή του κάτω πνεύμονα καθώς εισπνέεται και βγαίνει κάποιος) και μερικά βοηθούν στην απομάκρυνση εισπνεόμενων μικροβίων και σωματιδίων.
Αναμιγνύοντας όλα αυτά τα κύτταρα μαζί σε συγκεκριμένες αναλογίες, μπορούμε να παράγουμε μεμονωμένες στοιβάδες κυττάρων που μοιάζουν πολύ με το κυψελιδικό επιθήλιο υγιών ανθρώπων. Στη συνέχεια, αφού αναπτύξουμε αυτά τα ανατομικά σχετικά κυψελιδικά μοντέλα, μπορούμε να τα εκθέσουμε σε διάφορους ρύπους για να διερευνήσουμε την επίδραση που μπορεί να έχουν.
Χρησιμοποιούμε “τυποποιημένα” σωματίδια σκόνης αστικών ή εσωτερικών χώρων, γεγονός που μας επιτρέπει να συγκρίνουμε αποτελέσματα με αυτά από άλλα εργαστήρια που μπορεί επίσης να χρησιμοποιούν αυτά τα σωματίδια (αν και μερικές φορές χρησιμοποιούνται και ρεαλιστικά σωματίδια που λαμβάνονται απευθείας από τον αέρα γύρω μας). Στη συνέχεια τα βάζουμε σε ένα σύννεφο αερολύματος που εναποθέτει τα σωματίδια στα κύτταρα με τρόπο που μιμείται την εισπνοή σωματιδίων στην πραγματική ζωή.
Επινοήσαμε επίσης έναν υπερσύγχρονο θάλαμο NO2 στον οποίο μπορούμε να τοποθετήσουμε τα κύτταρα. Αυτό μας επιτρέπει να δούμε τι συμβαίνει στα κύτταρα όταν αναπτύσσονται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις NO2. Διερευνώντας τις επιδράσεις του NO2 και του PM2.5 ξεχωριστά, μπορούμε να καλύψουμε τα κενά που αφήνουν οι επιδημιολογικές μελέτες για να μάθουμε πόσο επικίνδυνο είναι κάθε σωματίδιο μεμονωμένα – και αν η έκθεση και στα δύο ταυτόχρονα είναι χειρότερη από το να εκτίθεται χωριστά.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
