1 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Dr med. Piotr Dąbrowiecki Wojskowy Instytut Medyczny Polska Federacja Stowarzyszeń Chorych na Astmę Alergie i POCHP

2 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?W Krakowie od wtorku panuje trzeci, najwyższy stopień alarmu smogowego. Oznacza to, że dobowe stężenie toksycznego pyłu PM10 przekroczyło 300 µg/m3, podczas gdy dopuszczalna norma wynosi do 50 µg/m3. Nasz szpital rzeczywiście jest przepełniony, brakuje także lekarzy – powiedziała PAP dyrektor Szpitala Specjalistycznego im. Jana Pawła II i pulmonolog Anna Prokop-Staszecka. Większą ilość tych najmłodszych pacjentów przyjmuje Szpital Dziecięcy im. św. Ludwika. – Cząsteczki chemiczne obecne w smogu uszkadzają nabłonek dróg oddechowych, czyniąc je bardziej podatnym na czynniki infekcyjne, ze względu na uszkodzenie bariery ochronnej – skomentowała dr Katarzyna Przybyszewska ze szpitala św. Ludwika.

3 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?W Warszawie podano do wiadomości mieszkańców że stężenie pyłu zawieszonego 9.01 przekroczyło 200 µg/m3 W czasie ubiegłego weekendu znacząco zwiększyła się ilość zgłaszających się na SOR Szpitala Brudnowskiego pacjentów z zaostrzeniem astmy oskrzelowej stwierdził dr Marecki. W styczniu 2017 roku w ramach pomocy doraźnej w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym WIM przyjęto dwukrotnie więcej chorych z powodu zaostrzenia POCHP niż w porównywalnym okresie 2016 roku (dr Dąbrowiecki)

4 Zanieczyszczenia powietrza jako czynnik ryzykaKraj PM2,5 NO2 O3 Polska 48 270 1 610 1 150 EU-28 68 000 16 000 Europa 71 000 17 000 „Air quality in Europe – 2016 report”. EEA report, No 28/2016. ISSN: , doi: / European Environment Agency, Copenhagen 2016 Każdy z nas żyje o 1 rok krócej, z powodu oddychania zanieczyszczonym powietrzem (Holgate 2002, Ballester2008)

5 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Zanieczyszczenia czyli co? Pył zawieszony Particulate Matter PM (PM10-PM2,5-PM 0,1) Węglowodory aromatyczne WWA (benzo-a-piren) Tlenki azotu Tlenki siarki Ozon Tlenek węgla

6 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Pył zawieszony Particulate Matter PM (PM10-PM2,5-PM 0,1) W zależności od wielkości uszkadzają wszystkie partie układu oddechowego: gruboziarniste - około 10 µm (Particulate Matter – PM10), drobne – poniżej 2,5 µm (PM 2.5) bardzo drobne – poniżej 0,1 µm (Ultra Fine Particulates) Często na swojej powierzchni posiadają WWA

7 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?PM – małe ale bardzo groźne!!! Bezpośrednio drażniące działanie pyłu gruboziarnistego Rozwój przewlekłego zapalenia Fagocytoza przez kom. immunokompetentne Ekspresja cytokin prozapalnych (IL-6, IL-8, IL 17) Stymulowanie wytwarzania kolagenu i włóknienia dróg oddechowych Nasilanie potencjału immunogennego aero alergenów!!!

8 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Nasilanie potencjału immunogennego aero alergenów!!! Pyłek brzozy wnikając do układu oddechowego w otoczeniu cząstek stałych silniej pobudza układ immunologiczny płuc Pyłki traw dojrzewające w miejskich wyspach ciepła maja większą ilość uczulających białek Alergeny wnikając na zapalnie zmieniona śluzówkę układu oddechowego intensywniej pobudzają komórki zapalne do ekspresji cytokin zapalnych (NF- kB, AP-1, Nrf-2)

9 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Węglowodory aromatyczne WWA (benzo-a-piren) Nasilają stan zapalny w układzie oddechowym Nasilają nowotworzenie w obrębie dróg oddechowych

10 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) sklasyfikowała zanieczyszczenie powietrza zewnętrznego ogółem, pył zawieszony oraz spaliny emitowane przez silniki Diesla jako substancje o udowodnionym działaniu rakotwórczym. Według Światowej Organizacji Zdrowia, w 2010 r. wpływowi zanieczyszczenia powietrza można było przypisać na całym świecie ok. 15% zgonów z powodu raka płuca. W wielu miejscach w Polsce odsetek ten może być jeszcze wyższy. W Polsce narażenie osoby dorosłej na rakotwórczy benzo[a] piren zawarty w powietrzu odpowiada wypaleniu od kilkuset do nawet kilku tysięcy papierosów rocznie.

11 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Ryzyko względne 1.09 na 10 µg/m³ oznacza, że zapadalność na raka płuca zwiększa się o 9% wraz ze wzrostem długookresowego narażenia populacji na PM2.5 o każde 10 µg/m3. Hamra et al Wyznaczono również współczynniki ryzyka dla długotrwałego narażenia na pył zawieszony w przypadku raka gruczołowego (adenocarcinoma). Były one zdecydowanie wyższe niż dla nowotworów płuc ogółem i wynosiły RR = 1.40 (1.07, 1.83) na 10 µg/m3 dla pyłu PM2.5 oraz RR = 1.29 (1.02, 1.63) na 10 µg/m3 dla pyłu PM10.

12 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?W Polsce długookresowe narażenia na PM2.5 to 20–30 µg/m3, a w najbardziej zanieczyszczonych miejscowościach południowej Polski nawet ponad 40 µg/m3 [WHO 2016]. W miejscowościach gdzie notuje się największe stężenia zanieczyszczeń pyłowych ryzyko wystąpienia raka płuca może być większe nawet o 20–40% niż w obszarach o bardzo niskich stężeniach zanieczyszczeń.

13 Skutki krótkoterminowego narażenia populacji na zanieczyszczenia powietrzaDzienna śmiertelność Wizyty szpitalne z powodu chorób układu oddechowego i krwionośnego Interwencje pogotowia ratunkowego z powodu chorób układu oddechowego i krwionośnego Wizyty u lekarzy pierwszego kontaktu powodu chorób układu oddechowego i krwionośnego Przyjmowanie leków z powodu chorób układu oddechowego i krwionośnego Nieobecność w pracy Nieobecność w szkole Ostre symptomy (kaszel, plwocina, duszność, infekcje dróg oddechowych) Zmiany w funkcji płuc i układu krążenia ( spirometria i RR )

14 Skutki długoterminowego narażenia populacji na zanieczyszczenia powietrzaŚmiertelność z powodu chorób układu krwionośnego i oddechowego Przewlekłe występowanie chorób układu oddechowego i powszechne objawy (astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc) Przewlekle zmiany w fizjologicznych funkcjach Rak płuc Przewlekłe choroby układu krwionośnego Wewnątrzmaciczne zmiany (niska masa urodzeniowa w terminie, brak odpowiedniego przyrostu masy płodu)

15 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Liczba chorych przyjętych w trybie pilnym do szpitala jest istotnie związana ze wzrostem poziomu dwutlenku azotu i tlenku węgla w tym dniu (wzrost o 4,3% więcej hospitalizacji z powodu POChP, o 5,5% z powodu astmy oskrzelowej).  Brunekreef B., Forsberg B. Epidemiological evidence of effects of coarse airborne particles on health. Eur Resp J. 2005, 26,

16 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Metaanaliza badań dotyczących wpływu drobnych i grubych cząstek stałych na śmiertelność Brunekreef B., Forsberg B. Epidemiological evidence of effects of coarse airborne particles on health. Eur Resp J. 2005, 26,

17 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie- czy powietrze może zabić?Metaanaliza 89 badań potwierdziła, że ryzyko zachorowania na POChP jest prawie 3 krotnie wyższe w grupie osób narażonych na zanieczyszczenia domowe, zwłaszcza na produkty spalania drewna (ryzyko większe 4,29 razy). W skali globalnej wpływ na zachorowalność na POChP wywiera spalanie biomasy mieszanej (46,5%), następnie drewna (30,10%) i węgla (12,65%)     Kurmi O. i wsp. COPD and chronic bronchitis risk of indoor air pollution from solid fuel: a systematic review and meta-analysis. Thorax 2010, 65,

18 Zanieczyszczenie powietrza (PM)Odruchy płucne Zapalenie w drogach oddechowych ? Uogólnione zapalenie Stres oksydacyjny  dysfunkcja śródbłonka  aktywacja płytek Automatyzm Przewodzenie Repolaryzacja Progresja miażdżycy destabilizacja blaszki miażdżycowej Rytm serca Odpowiedź ostrej fazy Gotowość prokoagulacyjna zakrzepica Arytmia Zawał serca Udar

19 Zanieczyszczenia powietrza, a przedwczesne zgonyWniosek: Każdy wzrost stężenia średniorocznego pyłu PM2.5 o 10 ug/m3 powoduje wzrost ryzyka względnego zgonu o 6,2% Źródło: Hoek et al., Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review

20 Ryzyko zgonu sercowo – naczyniowego związanego ze wzrostem zanieczyszczenia powietrza przekracza ryzyko zgonu z przyczyn pulmonologicznych Copyright © American Heart Association, Inc. All rights reserved. Robert D. Brook et al. Circulation. 2010;121:

21 Ryzyko zawału serca wzrasta istotnie w okresie do 6 godzin po ekspozycji na zanieczyszczenia związane z ruchem ulicznym – PM10, NO2 Efekt ekspozycji obserwowany krótkoterminowo nie przekłada się na związek ze wzrostem ryzyka zawału w okresie powyżej 72 godzin od narażenia.

22 Wyniki: Wzrost średniego rocznego stężenia PM2,5 o 5ug/m3 wiąże się z 13% wzrostem ryzyka zdarzeń wieńcowych (HR 1,13; 95%CI:0,98-1,3) Wzrost średniego rocznego stężenia PM10 o 10ug/m3 wiąże się z 12% wzrostem ryzyka zdarzeń wieńcowych (HR 1,12; 95%CI:1,01-1,25) Pozytywne korelacje występują nawet poniżej dopuszczalnych limitów w UE Ryzyko związane z narażeniem na zanieczyszczenie powietrza może być niedoszacowane w sytuacji uwzględniania wyłącznie wpływu na śmiertelność

23 Zanieczyszczenie = papierosy22ug/m3 = 1 papieros Oddychanie powietrzem podczas maksymalnego stężenia pyłów jest tożsame z wypaleniem od 20 do 60 sztuk papierosów

24 Palenie papierosów wywołuje efekt addycyjny do wpływu zanieczyszczeń powietrza

25 Czy powietrze może zabić- zaostrzenia astmy i POCHPZaostrzenie ASTMY to stan w którym standardowe leczenie przyjmowane przez chorego nie powoduje poprawy klinicznej. Wzrastające dawki b-mimetyków przyjmowanych w odstępach czasowych nie zmniejszają duszności i zmuszają chorego do zmiany leczenia lub nieplanowanej wizyty w POZ lub w szpitalu Przyczyny: Kontakt z alergenem Infekcja Ekspozycja na zanieczyszczenie powietrza

26 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaZwiększone narażenie na zanieczyszczenia sprzyja również wzrostowi częstości objawów oskrzelowych W Kalifornii (badania 475 dzieci chorych na astmę) obserwowano wzrost ryzyka występowania objawów O 9% przy wzroście stężenia O3 o 4,3 ppb O 11% przy wzroście stężenia PM2,5 o 3,4 mg/m3 O 13% przy wzroście stężenia OC o 1,2 mg/m3 O 16% przy wzroście stężenia NO2 o 4,2 ppb

27 Efekty zdrowotne poprawy jakości powietrzaBadania włoskiego zespołu zrealizowane wśród dzieci wykazały wysoce statystycznie istotny wzrost wartości PEF tydzień po przeniesieniu dzieci z terenów miejskich o wysokich stężeniach zanieczyszczeń na obszary czystsze Stwierdzono również 4-krotny spadek eozynofilów w nosie i zmniejszenie stężenia FeNO

28 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaJędrychowski et al. 2010] Jędrychowski, Wiesław A., et al. Effect of prenatal exposure to fine particulate matter on ventilatory lung function of preschool children of non‐smoking mothers. Paediatric and perinatal epidemiology 24.5 (2010): Ekspozycja na PM2,5 > 35 µg/m3 – niższa waga urodzeniowa (128 g) Mniejszy obwód główki – (0,3 cm), mniejsza długość ciała – (0,9 cm) Badania czynnościowe oddychania – od 5 roku życia Zmniejszenie o 100 ml całkowitej objętości wydechowej (wpływ na rozwój płuc) Częstsze występowanie u niemowląt zapalenia górnych i dolnych dróg oddechowych 4 krotny wzrost podatności na zapalenia górnych dróg oddechowych i płuc Zaburzenia rozwoju psychosomatycznego – WWA > 18 ng/m3 – gorsze wyniki testów szkolnych-IQ gorsze o 4 pkt.

29 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaW badaniu brytyjskim dzieci przedszkolne zamieszkujące w pobliżu ulic o dużym natężeniu ruchu w porównaniu z dziećmi mieszkającymi z dala od ciągów komunikacyjnych cechowały się wyższym ryzykiem świszczącego oddechu o 26-30%, przewlekłego nieżytu nosa o 18-31% i nocnego kaszlu o 17-36%

31 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaZwiększone ryzyko zgonu przypisuje się głównie pyłom PM10, PM2,5 i w mniejszym stopniu ozonowi Ekspozycji na zanieczyszczenia pyłowe przypisuje się zwiększoną umieralność z powodu POChP oraz innych chorób układu oddechowego, chorób układu sercowo-naczyniowego i chorób naczyń mózgowych Zwiększona umieralność dotyczy również chorób układu oddechowego i infekcji dolnych dróg oddechowych u dzieci (w tym niemowląt)

32 Efekty zdrowotne poprawy jakości powietrzaW holenderskich badaniach zrealizowanych w grupie prawie 700 osób zaobserwowano wzrost wartości wskaźników FEV1 i FVC wraz ze spadkiem stężeń zanieczyszczeń takich jak NO2, sadza, PM2,5 i PM10

33 Politechnika Warszawska i Wojskowy Instytut Medyczny wspólne badania nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na układ oddechowy „Analiza i ocena efektów oddziaływania ruchu drogowego na zdrowia mieszkańców miast” Finansowany ze środków na naukę w latach

34 Czy mieszkańcy miast częściej chorują?Widoczne są znaczne różnice w liczebnościach poszczególnych schorzeń, których występowanie częściej deklarowali mieszkańcy Warszawy oraz osoby zamieszkujące tereny pozamiejskie.

35 Odsetki osób deklarujących występowanie określonych chorób układu oddechowego, w podziale na grupę badaną i kontrolną

36 Odsetki osób deklarujących występowanie określonych chorób układu oddechowego, w podziale na podgrupy grupy badanej i kontrolnej

37 Wpływ miejsca zamieszkania na parametr FEV1 w badaniu spirometrycznym

38 Zmienność FEV1/FVC w zależności od lokalizacji miejsca zamieszkania

39 Efekty zdrowotne poprawy jakości powietrzaPrzykład badań zrealizowanych wśród 3997 mieszkańców Warszawy i 988 osób zamieszkujących niezanieczyszczone obszary Polski dowodzi, że Spadek stężenia pyłów PM10 o 10 g/m3 można wiązać ze wzrostem sprawności oddychania (wzrost FEV1 o 1,7%)

40 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaW holenderskich badaniach zrealizowanych w grupie prawie 700 osób zaobserwowano wzrost wartości wskaźników FEV1 i FVC wraz ze spadkiem stężeń zanieczyszczeń takich jak NO2, sadza, PM2,5 i PM10

41 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaZrealizowane w Danii badania kohortowe na grupie 57 tysięcy osób wykazały, że nawet jednoroczne zamieszkiwanie w pobliżu ruchliwych ulic wpływało na zwiększoną zachorowalność z powodu POChP Wzrostowi średniego stężenia NO2 (w okresie 35 lat) o 5,8 mg/m3 towarzyszył wzrost ryzyka zachorowania z powodu POChP o 8%

42 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaSzwedzkie badania zrealizowane wśród osób zamieszkujących w odległości 100 m od drogi (natężenie ruchu >10 poj./min) wykazały z kolei, w porównaniu z osobami zamieszkującymi przy mniej ruchliwych drogach, występowanie zwiększonego ryzyka astmy oskrzelowej o 40% i POChP o 64%

43 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaBadania przeprowadzone w Niemczech (Zagłębie Ruhry) na grupie niemal 4800 kobiet wskazało na zmniejszające się wartości wskaźników spirometrycznych wraz ze wzrostem stężenia PM10 Wzrost średniego 5-letniego stężenia PM10 o 10% był powiązany ze spadkiem FEV1 (o 5,1%) i FVC (o 3,7%) Stwierdzono również 33% wzrost ryzyka wystąpienia POChP

44 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaW badaniach zrealizowanych w Szwajcarii wykazano istnienie statystycznie istotnego obniżenia sprawności oddychania wśród osób narażonych na oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza Stwierdzono, że wzrostowi stężenia PM10 o każde 10 mg/m3 towarzyszy 3,4% spadek FVC i 1,6% spadek FEV1

45 Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrzaBrytyjskie badania przeprowadzone w grupie ponad osób także wykazały związek pomiędzy ekspozycją na zanieczyszczenia a spadkiem funkcji oddychania Wzrostowi stężeń PM10 i NO2 od 10 mg/m3 towarzyszył spadek wartości FEV1 odpowiednio o 3,0% i 1,7%