Можно ли потолстеть от загрязненного воздуха?
Несколько исследований показали, что крохотные частицы, содержащиеся в атмосфере, могут способствовать ожирению, диабету и сердечным заболеваниям. Корреспондент BBC Future решил разобраться: есть ли у нас реальный повод для беспокойства?
Сделайте глубокий вдох, а затем выдохните. Если вам не повезло с местом жительства, то не исключено, что каждый глоток воздуха на самом деле потихоньку подталкивает вас к диабету и ожирению. Мысль о том, что воздух может заставить человека потолстеть, на первый взгляд кажется нелепой, но есть исследования, результаты которых говорят именно об этом. Различия в составе окружающей атмосферы способны привести к тому, что из двух человек, одинаково питающихся и одинаково занимающихся спортом, в течение нескольких лет один может набрать больше веса, чем другой, и при этом заработать нарушения обмена веществ.
Виной этому в основном автомобильные выхлопы и табачный дым - их крохотные частицы вызывают воспаления и мешают организму нормально расходовать энергию. В краткосрочной перспективе ничего страшного не происходит, но за долгие годы такого воздействия может развиться серьезная болезнь - в дополнение к тем заболеваниям дыхательных путей, которые обычно связывают со смогом.
"Мы начинаем осознавать, что поглощение загрязняющих веществ и циркуляция их в организме оказывают влияние не только на легкие", - признает Хун Чэнь из Торонтского университета в Канаде. Но насколько убедительны полученные в ходе исследований данные, и стоит ли нам волноваться?
Одни из первых реальных свидетельства того, что пагубное воздействие загрязненного воздуха не ограничивается легкими, были получены в ходе опытов на мышах. Цинхуа Сунь из Университета штата Огайо пытался выяснить, почему городские жители гораздо более подвержены сердечным заболеваниям, чем обитатели сельской местности. Конечно, одной из причин может быть образ жизни: большинство городов, к примеру, утыкано забегаловками быстрого обслуживания, что не способствует здоровому питанию.
Тем не менее, ученый задумался над тем, не висел ли ответ на интересовавший его вопрос в буквальном смысле в воздухе. Чтобы разобраться в этом, он начал выращивать лабораторных мышей в условиях, соответствующих среде разных городов мира. Некоторые дышали профильтрованным чистым воздухом, другим в боксы закачивали газовые коктейли, обычно встречающиеся около загруженной трассы или в центре большого города. В процессе эксперимента ученые взвешивали мышей и проводили различные тесты, чтобы выяснить, как работает их обмен веществ.
Первые результаты стали заметны уже через 10 недель. Мыши, дышавшие грязным воздухом, имели больше жира - как в районе желудка, так и вокруг внутренних органов; а на микроскопическом уровне их жировые клетки были на 20% крупнее обычного. Кроме того, они, похоже, стали менее восприимчивы к инсулину - гормону, который включает в клетках механизм высвобождения энергии из растворенного в крови сахара. А это первый шаг к диабету.
Ученые пока до конца не сошлись во взглядах на то, как именно работает этот механизм, но последующие опыты на животных заставляют предположить, что грязный воздух вызывает в организме целую цепь неблагоприятных процессов. Главными виновниками исследователи считают микроскопические частицы диаметром менее 2,5 микрометров - именно из-за них городской воздух подергивается мутной дымкой. При вдохе загрязнители раздражают альвеолы - крошечные пузырьки в легких, благодаря которым кислород попадает в кровь. Это провоцирует стрессовую реакцию слизистой оболочки легких и активные ответные действия нервной системы.
В частности, выделяются гормоны, ослабляющие действие инсулина, а кровь отливает от чувствительных к инсулину мышечных тканей, что мешает организму точно регулировать уровень сахара в крови. Микрочастицы могут также заставить организм выбросить в кровь сигнальные молекулы-цитокины, вызывающие воспалительный ответ и дающие иммунным клеткам команду атаковать здоровые ткани. Как заявляет Майкл Джеррет из Калифорнийского университета в Беркли, это не только снижает способность тканей реагировать на инсулин - последующее воспаление может воздействовать на гормоны и мозговые процессы, отвечающие за аппетит.
В результате нарушается энергетический баланс организма, что приводит к целому букету расстройств обмена веществ, от диабета до ожирения, а также к проблемам в сердечно-сосудистой системе - к примеру, повышенному артериальному давлению.
Проведенные в крупных городах мира исследования заставляют предположить, что от грязного воздуха страдают не только лабораторные мыши, но и люди. Чэнь, к примеру, проанализировал медицинские записи 62 тысяч человек в канадской провинции Онтарио за 14-летний период. Он подсчитал, что риск возникновения диабета повышается примерно на 11% на каждые дополнительные 10 микрограммов загрязняющих частиц в кубометре воздуха. Это весьма тревожные данные, если учесть, что, например, в некоторых азиатских мегаполисах содержание таких частиц в кубическом метре воздуха достигает 500 микрограммов.
Тем временем швейцарские ученые изучили 4000 человек, живущих в условиях загрязнения - и обнаружили у них возросшую сопротивляемость инсулину, повышенное артериальное давление и увеличенный средний охват талии. Ученых особенно беспокоит потенциальный эффект, который загрязнение может оказывать на маленьких детей: есть опасения, что воздействие загрязняющих частиц на организм матери способно повлиять на обмен веществ ее младенца, сделав ребенка склонным к ожирению.
К примеру, Эндрю Рандл из Колумбийского университета в США изучал детей, живущих в нью-йоркском районе Бронкс. Во время беременности их матери носили специальные рюкзачки, которые постоянно оценивали качество воздуха, а детей в течение семи лет после их рождения регулярно обследовали. Сделав поправку на другие факторы (такие как уровень доходов семьи или питание), исследователи выяснили, что дети, выросшие в районах с наиболее грязной атмосферой, в 2,3 раза чаще имели лишний вес, чем их сверстники из более чистых кварталов.
Джеррет тем временем обнаружил, что фактором риска может быть воздух не только за пределами дома, но и внутри него: на примере жителей Калифорнии ученый продемонстрировал, что у курящих родителей дети сильнее набирают вес. "Курение синергетически взаимодействует с эффектом, вызываемым грязным воздухом", - говорит ученый. Иными словами, одновременное воздействие двух этих факторов куда более опасно, чем просто сумма их рисков. Впрочем, несмотря на то, что эти выводы довольно тревожны, нам нужно относиться к ним с некоторой осторожностью.
"Они прослеживают связь между проживанием в условиях загрязнения и некими последствиями, но не доказывают, что одно обязательно вытекает из другого", - замечает Эбби Фляйш из Гарвардской медицинской школы.
Но при этом ее собственные выводы вполне укладываются в общую тенденцию - она выяснила, что дети от матерей, проживающих в загрязненных районах, в течение шести первых месяцев жизни набирают вес быстрее, чем младенцы из более чистой среды. Однако, подчеркивает она, мы не можем быть до конца уверены в том, что из виду не был упущен какой-то другой фактор, помимо загрязнения, который объяснил бы это явление. К счастью, несколько групп ученых сейчас как раз занимаются поиском этих недостающих фрагментов мозаики.
К примеру, Роберт Брук из Мичиганского университета и его китайские коллеги недавно провели опыт на небольшой контрольной группе жителей Пекина, которых наблюдали в течение двух лет. Выяснилось, что в периоды особенно сильного смога становятся более выраженными и признаки будущих проблем со здоровьем - рост устойчивости к инсулину и артериального давления. Таким образом, были получены новые свидетельства того, что качество атмосферы действительно влияет на обмен веществ. Если эта причинно-следственная связь все-таки будет убедительно доказана, появится ли у нас реальный повод для беспокойства?
Ученые подчеркивают, что в краткосрочной перспективе риски для отдельно взятого индивидуума довольно малы и уж точно не объясняют ожирение сами по себе, без учета других факторов. Но с учетом того, как много людей живет в городах с высоким уровнем загрязнения, за долгие годы число жертв грязного воздуха может оказаться гигантским. "На всех нас в той или иной степени влияет загрязнение, - говорит Брук. - Миллиарды людей поневоле постоянно живут в таких условиях - так что суммарный эффект оказывается гораздо сильнее".
Возможные решения этой проблемы уже хорошо всем известны, хотя внедрить их бывает непросто: к примеру, снижение выбросов автотранспорта за счет перехода на электрические и гибридные автомобили. Джеррет считает, что можно также переделать городскую инфраструктуру таким образом, чтобы пешеходы и велосипедисты меньше дышали выхлопами. В качестве быстрого решения он предлагает оснастить больше домов, школ и офисов очистителями воздуха, чтобы отфильтровывать наиболее вредные микрочастицы.
Брук тоже согласен с тем, что соответствующие меры нужно принимать в глобальном масштабе - как в развивающихся странах, так и в таких городах, как Лондон или Париж, где, казалось бы, загрязнение взято под контроль. "В Северной Америке и Европе уровни загрязненности воздуха меняются в нужном направлении, но мы не можем себе позволить почивать на лаврах, - говорит он. - В деле улучшения состояния здоровья населения Земли этот фактор входит в десятку важнейших".