Всего час воздействия загрязненного воздуха существенно меняет функции мозга 

Фото из открытых источников

Стандарты качества воздуха во всем мире основаны на одной простой идее: подсчет частиц. Измерьте мельчайшие частицы вещества, плавающие в кубическом метре воздуха, и вы получите число, которое покажет, насколько опасно воздействие этого загрязнения – независимо от того, откуда эти частицы взялись: из автомобиля, камина или сковородки.

В Великобритании в ходе клинического исследования это предположение было проверено в контролируемом эксперименте. В нем использовалось одинаковое количество частиц, одинаковое время воздействия и четыре совершенно разных источника загрязнения. Реакция мозга и легких оказалась совершенно иной. Результаты исследования опубликованы в журнале npj Clean Air.

Ведущий автор исследования Томас Фаэрти из Бирмингемского университета набрал 15 здоровых взрослых старше 50 лет, у каждого из которых в семье были случаи деменции. Каждый доброволец провел 60 минут внутри герметичной камеры, вдыхая одну и ту же контролируемую смесь через плотно прилегающую маску.

Всего было пять условий: чистый воздух, дым от сжигания древесины, выхлопные газы дизельных двигателей, кухонные выбросы и цитрусовый аэрозоль, образующийся при реакции чистящих средств на основе лимонена в воздухе помещений. Каждый доброволец подвергался воздействию всех пяти загрязняющих веществ, при этом между визитами проходило две недели.

Во всех смесях была одинаковая концентрация твердых частиц – мелких частиц, похожих на сажу, которые измеряются в соответствии с действующими правилами качества воздуха.

Это позволило команде изолировать воздействие каждого источника, помимо массы частиц. Когнитивные тесты и тесты функции легких проводились перед каждым воздействием, а затем повторно через 4 часа.

После двух воздействий загрязнения воздуха функция легких незначительно, но заметно снизилась. Форсированный объем выдоха — объем воздуха, который человек может выдохнуть за одну секунду, — оказался ниже после воздействия дыма от сжигания древесины и аэрозоля лимонена, чем после воздействия чистого воздуха.

Снижение показателей находилось в пределах нормы, недостаточном для того, чтобы врач поставил клинический диагноз. Но команда и не ожидала увидеть каких-либо изменений вообще.

Дыхательные тесты проводились в целях безопасности, а не для оценки основного результата. Кратковременное воздействие на здоровых взрослых не должно приводить к изменению показателей проходимости дыхательных путей.

Тот факт, что это произошло, говорит о том, что дыхательная система более чувствительна к определенному составу частиц, чем это позволяют определить существующие стандарты определения массы частиц.

Более неожиданным оказался результат, полученный в мозге. После вдыхания выхлопных газов дизельных двигателей или дыма от сжигания древесины добровольцы реагировали быстрее в базовом тесте на время реакции, чем после вдыхания чистого воздуха. Разница была невелика, но закономерность сохранялась при дальнейшем анализе.

Это противоречит сюжетной линии, которую предпочитает большинство читателей. Быстрее, а не медленнее. Острее, а не скучнее. Правдоподобное объяснение кроется в химии. Выхлопные газы дизельных двигателей и дым от сжигания древесины содержат оксиды азота — газы, расширяющие кровеносные сосуды.

Более расширенные кровеносные сосуды могут увеличить приток крови к мозгу, что может помочь объяснить более быструю реакцию, хотя команда исследователей пока не подтвердила эту связь напрямую.

В более ранней статье было задокументировано нечто подобное у здоровых взрослых, находившихся в течение 90 минут рядом с газовой плитой, где артериальное давление снижалось по тому же механизму.

Увеличение скорости не распространялось на более сложные задачи. В тесте на распознавание лиц, требующем длительной концентрации внимания, а не просто рефлексов, добровольцы показали худшие результаты после воздействия выхлопных газов дизельного двигателя и лучшие — после воздействия чистого воздуха.

Полученные данные не превысили порог для окончательного вывода, но направление соответствовало тому, о чем сообщала группа Фаэрти в предыдущих работах, посвященных кратковременному воздействию загрязнения воздуха и сложному мышлению.

Один час воздействия может обострить рефлекторные слои познания, одновременно ослабляя сознательные. Те же газы, которые помогают на одном уровне, могут навредить на другом.

Руководитель консорциума профессор Гордон Макфигганс из Манчестерского университета подытожил основной вывод исследования. 

«Каждый источник загрязнения вызывал свои собственные краткосрочные изменения в легких и мозге», — сказал Макфигганс.

Каждый источник оставил свой собственный след в данных. Аэрозоль лимонена улучшил рабочую память при выполнении самого простого варианта задачи на запоминание; выбросы от приготовления пищи — нет. Дым от сжигания древесины и дизельное топливо улучшили время реакции; выбросы от приготовления пищи — нет.

Два загрязняющих вещества с одинаковым количеством частиц вызывали различные когнитивные эффекты у одних и тех же людей. Именно такие различия не учитываются в современных стандартах качества воздуха.

Иногда добровольцы могли догадаться, какому именно типу воздействия они подвергались. Запахи дыма от костра и воздуха от жарки сковороды имели отчетливые оттенки, и участники определяли их чаще, чем можно было предположить случайным образом. Чистый воздух, дизельное топливо и цитрусовый аэрозоль было сложнее идентифицировать.

Это поднимает вопрос, который команда открыто озвучила. Приятный или неприятный запах может сам по себе влиять на внимание, настроение и бдительность, независимо от каких-либо химических процессов в дыхательных путях.

Некоторые когнитивные изменения могут быть связаны скорее с запахом воздуха, чем с его реальным составом. В будущих исследованиях потребуются контрольные группы, имитирующие запах каждого загрязняющего вещества без учета его химического состава, чтобы можно было разделить эти два эффекта.

Это первое клиническое исследование, в котором одни и те же добровольцы подвергались воздействию нескольких реальных смесей загрязняющих веществ с одинаковым количеством частиц, при этом отслеживалось состояние легких и мозга.

До настоящего времени исследования, связывающие загрязнение воздуха со здоровьем мозга, основывались на долгосрочных популяционных исследованиях, которые не позволяли отделить один загрязняющий элемент от другого.

В настоящее время рекомендации по качеству воздуха рассматривают мелкодисперсные частицы в одной и той же концентрации как в целом эквивалентные, независимо от источника. Результаты данного исследования показывают, что такое предположение не учитывает реальные различия в реакции организма.

В условиях роста числа случаев деменции и того, что пожилые люди проводят часы каждый день рядом с газовыми плитами, дровяными печами и оживленными дорогами, знание того, какие источники загрязнения и для чего они предназначены, может кардинально изменить рекомендации по качеству воздуха в помещениях и клинические советы для уязвимых групп населения.

Команда начала настаивать на проведении последующих исследований с участием больших групп и на воздействии только оксида азота, чтобы проверить гипотезу о влиянии на кровоток без учета других переменных.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний