Zrak in zdravje ljudi Peter Otorepec Katarina Bitenc

Zrak in zdravje ljudi Peter Otorepec Katarina Bitenc Irena Jeraj Mag Nataša Kovač (MKO – ARSO) 1

Vpliv onesnaženega zraka na zdravje ljudi – najpomembnejši javno – zdravstveni problem Onesnaženemu zraku – dejavniku tveganja za nastanek bolezni je stalno ali občasno izpostavljen vsak prebivalec velikih mest Evrope. V Evropi je približno 90 % mestnega prebivalstva izpostavljena prekomernim vrednostim prašnih delcev, NO 2, O 3 in benzena.

Glavna onesnaževala zraka: v v v Prašni delci Ozon Dušikovi oksidi Ogljikov monoksid Benzen 3

Vir: Signali 2013, Evropska agencija za okolje

V obdobju od leta 2001 do 2010 je bilo 19, 5 - 40, 6% mestnega prebivalstva v EU-27 izpostavljenih koncentracijam PM 10, ki so presegle ciljno vrednost EU, določeno za varovanje zdravja ljudi (največje dnevna koncentracija 50 µg, ne sne biti presežena več kot 35 dni v letu). Vir: Kazalci okolja v Sloveniji, Agencija RS za okolje (http: //www. kazalci. arso. gov. si)

Raziskave na področju zraka in zdravja usmerjene v delce - PM 10 V zadnjem desetletju se večina raziskav, v katerih se ukvarjajo s problematiko zraka in zdravja, usmerja v iskanje povezave med izpostavljenostjo prebivalcev prašnim delcem, manjšim od 10 µm. Delci manjši od 10 µg prodrejo globoko v pljuča – pljučne mešičke.

Sestava delcev: • kovine (železo, baker) – poškodujejo dedni material, povzročijo vnetje • organska topila – poškodujejo dedni material, rakotvorne • biološki material – (virusi, deli rastlin) – povzročijo vnetje, alergično reakcijo • reaktivni plini – (ozon) – poškodbe tkiva • v veliki večini delcev je glavna komponenta ogljik, na tega pa so lahko dodani številne primesi (povzroča draženje, kronično vnetje, vezivne spremembe, pljučno fibrozo. 7

Velikost delcev: v Delci velikosti (2. 5– 10 mikronov) prodrejo v zgornje dihalne poti v Delci velikosti (< 2. 5 mikronov) prodrejo v terminalne bronhiole in alveole 8

Potovanje delcev v dihalih 9

MEHANIZEM DELOVANJA Lokalno vnetje Makrofagi in neutrofilci odstranijo delce, ki se kopičijo na sluznici, povzročijo – aktivacijo celic. Poveča se sinteza vnetnih mediatorjev - citokini in kemokini. Posledica je aktivacija in migracija celic vnetja (neutrofilcev) iz krvi v dihala. Pride do poškodbe celic sluznice in drugih celic (npr makrofagov). Posledica je poškodba sluznice in poškodba obrambnih celic, s tem je porušen obrambni mehanizem. Večja verjetnost vnetja dihal, pljučnic. 10

II. Prašni delci povzročijo sintezo nevrotransmiterjev v dihalnih živčnih celicah -nevrogeno vnetje – vse celice so prizadete (bele krvne celice, epitelijske, celice gladkih mišic). Posledica je obsežna vnetna reakcija. • v primeru že obstoječe bolezni dihal (astma, bronhitis) se ta poslabša, pride do vnetne reakcije, bakterijsko vnetje, ki osnovno bolezen poslabša. • sproščajo se mediatorji vnetja (citokini), ki imajo sistemske učinke – sproščanje fibrinogena iz jeter – poveča se vizkoznost krvi in koagulacija – nastanek krvnih strdkov – (motnje ritma, srčni infarkt) 11

Potovanje delcev po telesu Delci potujejo v različna tkiva in povzročajo vnetja - sproščajo se mediatorji vnetja (citokini), ki imajo sistemske učinke – sproščanje fibrinogena iz jeter – poveča se viskoznost krvi in koagulacija – nastanek krvnih strdkov – (motnje ritma, srčni infarkt). Delovanje na živčne končiče živca vagusa Delci dražijo živec vagus, ki ima vpliv na srčni utrip in dihanje (motnje ritma, srčni infarkt). 12

Dolgotrajna izpostavljenost PM 2. 5 poveča tveganje za: • umrljivost zaradi bolezni dihal, srca in ožilja 1, 12 • umrljivost zaradi ishemične bolezni srca 1, 25 • umrljivost za pljučnim rakom 1, 12 13

Učinki onesnaženega zraka na zdravje: Srce: v Moteno delovanje vagusa v Oksidativni stres v Povečana občutljivost miokarda v Motena srčna repolarizacija Kri v Povečano strjevanje krvi v Potovanje delcev v Periferna tromboza v Zmanjšana saturacija s kisikom 14

Učinki onesnaženega zraka na zdravje: Pljuča: v Vnetje v Oksidativni stres v Nastanek in razvoj KOPB v Upad pljučnih funkcij Centralni živčni sistem v Možganska kap 15

Učinki onesnaženega zraka na zdravje: Ožilje: v Ateroskleroza, pospešeno nastajanje in razpad plakov v Poškodba endotela v Vazokonstrikcija in hipertenzija v Povečana stopnja ishemije CŽS 16

17

Sočasna izpostavljenost onesnaženemu zraku in povečanemu vnosu maščob potencira medsebojno delovanje v procesu razvoja ateroskleroze. 18

V Evropi večina otrok živi v okolju, kjer so koncentracije delcev PM 10 pod 30 µg/m 3, v Sloveniji pa je približno 40 % otrok izpostavljenih koncentracijam med 30 in 40 µg PM 10/m 3 Vir: Kazalci okolja v Sloveniji, Agencija RS za okolje (http: //www. kazalci. arso. gov. si)

Kdo je najbolj ogrožen? v bolniki z obstoječimi kardiovaskurnimi in pljučnimi obolenji v starejši ljudje v glede na raziskave zadnjih študij o dolgoročnem vplivu na zdravje tudi celotna populacija

Tveganje za astmo pri otrocih v bližini prometnih cest 21

Ker je vedno več ljudi občutljivih na alergene, lahko v prihodnosti pri Evropejcih pričakujemo še več alergij, ki so lahko posledica onesnaženega okolja. Pomanjkanje podatkov problem za vodenje uradnih evidenc. Najbolj ogroženi: otroci in starostniki. Vir: Kazalci okolja v Sloveniji, Agencija RS za okolje (http: //www. kazalci. arso. gov. si)

RR za astmo Astma pri otrocih v bližini prometnih cest Astma pri otrocih < 75 m, prometne ceste (1. 5)

Prevalenca astme pri otrocih v Sloveniji - ocena Astma pri otrocih (0 – 17 let) prevalenca (14%)

Procent ljudi, ki živi v bližini prometnih cest

Procent astmatičnih otrok zaradi izpostavljenosti onesnaženemu zraku ob prometnih cestah v Ljubljani

Procent astmatičnih otrok zaradi izpostavljenosti onesnaženemu zraku ob prometnih cestah v Ljubljani (0 – 17 let) (12% - 272 primerov)

28

Sprememba življenjskih navad • Zaradi onesnaženega zraka in slabe varnosti pešcev in kolesarjev v velikih urbanih središčih starši ponavadi iz strahu ne dovolijo otrokom, da bi se igrali zunaj. Otroci so tako “priklenjeni” na notranje okolje oziroma na sedeči – pasivni vedenjski vzorec - couch kids. Fizična aktivnost pa je najpomembnejši dejavnik za preprečitev debelosti, ateroskleroze in s tem nastanka kardiovaskularnih obolenj, srčnega infakta, prezgodnje umrljivosti in sladkorne bolezni(6). • V državi okoli 60% vseh mladostnikov v starosti od 11 – 15 let ni zadostno telesno aktivnih.

Nanodelcinevarnosti sodobnih tehnologij 30

Uporaba • • • Farmacija – vnos medikamentov v tarčne celice Čiščenje vode Fotovoltaika Informacijska tehnologija Predstavljajo nevarnost za zdravje 31

Velikost • 1 nm – 100 nm • (Virus, molekula DNA, celični organeli 32

Vnos Dihala, prebavila, koža 33

Dihala : Alveoli – Makrofagi (fagocitoza) Problematično - Težko spoznajo delce manjše od 64 nm in veliko število delcev težko odstranijo 34

35

Mehanizem delovanja delcev na celičnem nivoju 1. Kataliza 2. Motnje v delovanju celične membrane (peroksidacija maščob membrane, učinek surfaktanta) 3. Učinek na celične proteine (konfiguracija, funkcija) 4. Poškodba (zaradi akumulacije delcev v celici in zunaj celice) 36

• Motnje v delovanju celične membrane. • Peroksidacija maščob celične membrane, peroksidacija vodi v izgubo fleksibilnosti celične membrane, poveča se propustnost in nastane celična smrt. • Učinek surfaktanta • Imajo učinek surfaktanta (npr nekateri proteini, ki se kopičijo v celicah pri Alzheimerjevi bolezni imajo učinek surfaktanta). 37

• Učinek na celične proteine (konfiguracija, funkcija). • Učinek na konfiguracijo celičnega proteina – spremeni se funkcija. • Izguba funkcije proteina. 38

• Učinek na konfiguracijo celičnega proteina vodi v spremembo funkcije proteina • Poznanih 42 bolezni kjer vzrok spremenjena konfiguracijo celičnega proteina in s tem funkcija, proteini se kopičijo v celicah (Parkinsonova bolezen, Alzheimerjeva, CJD, Amiloidoza, Diabetes (tip II) 39

• Akumulacija v in zunaj celic, • Posledica, npr makrofagi, ki odstranjujejo delce proliferirajo in tvorijo granulome. 40

Zdravstveno okoljski ukrepi v Povezovanje občin in skupno ukrepanje (finančno smotrnejše) v Prostorsko planiranje: stanovanjske soseske stran od prometnic v Kolesarske steze vsaj 100 m od prometne ceste (promet vir delcev PM 10!) v Uporaba električnih in hibridnih vozil v mestih (zmanjšanje obremenjevanja zraka in manjši hrup!) 41

Zdravstveno okoljski ukrepi v Zeleni koridorji: zmanjšanje toplotne obremenitve v mestu, ozelenitev okolice vrtcev in šol Pozor: cvetenje in alergeni! v Spodbujanje pešačenja in kolesarjenja v okviru sistemov za ravnanje z okoljskem v podjetjih, šolah in javnih institucijah v Širjenje pomena čistega zraka in zdravja med mladimi (izobraževanje, ozaveščanje, obveščanje) 42

Zakaj je vključitev zdravstvenih vidikov lahko tudi priložnost? • • Eco-zdravje/ekosistemske storitve • Geografske perspektive • Socialni vidiki (neenakosti) • Raba zemlje Življenjski slog/ trajnostna potrošnja • Trgovanje in globalizacija • Raba naravnih virov

Zeleni koridorji – čist zrak 44

Eko vas – Dole, Poljčane 45

Zmanjšajmo toplotno obremenitev zelene strehe

Zelene strehe – sonaravni vrtovi, Ljubljana 47

Maribor – prvi skupnostni urbani vrt 48

LONDON, HYDE PARK: Gibala za starostnike 49

Parkirišča za kolesa v nadstropjih zaradi pomanjkanja prostora, Nizozemska Ljubljana – simulacija mesta v prihodnosti Širše kolesarske steze v “low emission” coni, Copenhagen, Danska Storitvena dejavnost v Belgiji izključno z zelenimi vozili znotraj “low emission” cone, distribucijski centri zunaj mesta 50

Ostaja veliko odprtih vprašanj ? ? ? 51