Загрязнение воздуха может воздействовать на сердце через кишечник - «Экология России»

Загрязнение атмосферного воздуха давно рассматривается как один из ключевых факторов риска для здоровья человека, однако новые научные данные уточняют механизмы его воздействия. Исследование, опубликованное в научном журнале Environment International, показало, что вдыхаемые загрязняющие вещества могут одновременно затрагивать кишечник и сердечно-сосудистую систему, формируя сложную цепочку биологических изменений.

Авторы работы проследили путь ультрамелких частиц, содержащихся в загрязнённом воздухе, начиная с дыхательных путей и заканчивая артериями сердца. Исследование было проведено группой учёных из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под руководством специалиста в области экологической кардиологии Хесуса А. Араужо.

В норме слизь дыхательных путей задерживает инородные частицы, после чего лёгкие с помощью естественных механизмов очищения перемещают их к горлу. Далее при глотании эти частицы попадают в пищеварительный тракт. Из-за крайне малого размера часть ультрамелких частиц способна проникать через слизистую оболочку кишечника в кровоток, распространяясь по организму и проходя через сердце.

Для изучения этого процесса исследователи провели эксперимент на лабораторных мышах. В течение десяти недель одна группа животных вдыхала загрязнённый воздух, а другая — очищенный. Воздействие длилось по шесть часов в день три раза в неделю. По завершении эксперимента учёные проанализировали состояние кишечника, печени и сердечно-сосудистой системы.

Результаты показали, что загрязнённый воздух изменял состав микробного сообщества в слепой кишке — начальном отделе толстой кишки, где происходит активная ферментация. В тонкой кишке подобных изменений выявлено не было. Поскольку именно в слепой кишке формируются многие биологически активные соединения, эти сдвиги могут влиять на химический состав веществ, поступающих далее в печень и кровеносную систему.

Анализ образцов кала выявил повышение уровня короткоцепочечных жирных кислот — молекул, образующихся при переработке клетчатки кишечными микроорганизмами. Исследователи подчёркивают, что решающим фактором могут быть не отдельные виды бактерий, а совокупные изменения микробного сообщества и вырабатываемых им веществ. При этом явных признаков воспаления в кишечнике зафиксировано не было, что делает подобные нарушения трудно обнаружимыми на ранних стадиях.

Помимо изменений в микробиоте, у мышей, подвергшихся воздействию загрязнённого воздуха, были выявлены признаки химической нагрузки на печень. В ответ на окислительный стресс активировались защитные гены, а также отмечались нарушения, связанные со сворачиванием белков, что указывает на напряжение метаболических процессов. Хотя прямой механизм передачи сигналов от печени к артериям пока не установлен, совокупность изменений сопровождалась ускоренным развитием атеросклероза.

Дополнительные исследования ранее уже связывали воздействие взвешенных частиц с усилением процессов свёртывания крови внутри артерий, что может способствовать росту атеросклеротических бляшек. Однако, как подчёркивает Хесус Араужо, конкретные пути и механизмы этого воздействия всё ещё остаются недостаточно изученными.

Важно отметить, что в эксперименте использовались мыши с генетической предрасположенностью к развитию атеросклероза, поэтому полученные данные не позволяют напрямую оценить скорость аналогичных процессов у людей. Тем не менее результаты указывают на потенциально скрытый характер риска: даже при отсутствии боли или воспаления изменения в кишечной микрофлоре могут приводить к системным последствиям.

Исследователи обращают внимание и на индивидуальные различия в реакции организма на загрязнение воздуха. Генетические особенности могут определять состав микробиоты в раннем возрасте и, соответственно, набор химических соединений, поступающих в кровоток. Это может объяснять, почему при одинаковом уровне загрязнения воздуха последствия для здоровья у разных людей различаются.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2019 году загрязнение атмосферного воздуха стало причиной преждевременной смерти 4,2 млн человек. Около 68% этих случаев были связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями и инсультами, что подчёркивает масштаб проблемы.

Хотя в периоды плохого качества воздуха отдельные меры — использование очистителей воздуха в помещениях или защитных масок — могут снизить индивидуальное воздействие, такие решения зависят от ресурсов и доступности. Исследователи подчёркивают, что наиболее эффективной защитой остаются системные меры: снижение выбросов, развитие чистой энергетики и жёсткий контроль за промышленным загрязнением.

В целом работа учёных из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе дополняет понимание того, как загрязнение воздуха может незаметно влиять на здоровье, затрагивая сразу несколько систем организма. В дальнейшем исследователи планируют проверить, может ли целенаправленное изменение кишечной микрофлоры или блокирование отдельных биохимических путей замедлить развитие атеросклероза, а также какую роль в этом играют генетические факторы.