Profesioniștii din domeniul sănătății din întreaga lume sunt din ce în ce mai preocupați și îngrijorați de faptul că bolile netransmisibile care includ în principal diabetul, cancerul, bolile cardiovasculare și bolile respiratorii cronice, reprezintă o mare povară pentru populație prin afectarea profundă a stării de sănătate și a calității vieții. Ele contribuie, de asemenea, la inegalitatea socioeconomică afectând negativ persoanele care au un statut economic scăzut din mediul urban și rural din țările cu resurse economice limitate. Incidența tot mai mare a bolilor respiratorii, cum ar fi rinita alergică și astmul, a fost atribuită creșterii poluării aerului, urbanizării și schimbărilor climatice. Mai multe studii epidemiologice au subliniat și faptul că încălzirea globală, poluarea aerului și schimbările climatice duc la o incidență crescută a tulburărilor respiratorii, care includ și rinita și astmul, în special în rândul grupurilor vulnerabile, inclusiv copiii și adulții în vârstă.
Cum influențează schimbarea climei sănătatea umană
Schimbarea climei influențează sănătatea umană în mai multe moduri. În primul rând, evenimentele meteorologice extreme, cum ar fi căldura extremă până la secetă, precipitațiile abundente, inundațiile și cicloanele, afectează ecosistemele naturale, productivitatea agricolă, migrația speciilor și modelele de distribuție ale bolilor transmise prin diverși vectori, apă și alimente. În plus, schimbările climatice pot avea un impact suplimentar asupra sănătății, ducând indirect la subnutriție, afecțiuni psihiatrice, șomaj, violență și conflicte.
Factorii de risc pentru tulburările respiratorii
Factorii de risc pentru tulburările respiratorii includ, în general, agenții ocupaționali, poluarea interioară din combustibilul de gătit și fumul de tutun, expunerea în mediul exterior la poluanții din aer proveniți din trafic și arderea combustibililor fosili și bio-particule precum aeroalergenii (polen, spori fungici, insecte, resturi biologice, etc.). Aceștia sunt factori gestionabili și care pot fi preveniți. Din păcate, măsurile luate de agențiile guvernamentale nu sunt suficiente, în ciuda disponibilității rapoartelor de monitorizare privind starea și impactul asupra sănătății generale a populației a unor astfel de afecțiuni de către organisme internaționale precum Organizația Mondială a Sănătății (OMS).
Deoarece polenul reprezintă o componentă importantă a încărcăturii aeroalergenice din mediu, „grăuncioarele de polen” (părțile reproductive masculine ale plantelor) ca aeroalergene sunt bine studiate în întreaga lume. Polenul este agentul cauzator al alergiei la polen sau al polinozei. Incidența alergiilor la polen manifestate ca rinoconjunctivite alergice și astm a continuat să crească în ultimii ani din cauza schimbărilor climatice. În plus, polenul a fost, de asemenea, asociat cu boli respiratorii nonalergice, de exemplu, boala pulmonară obstructivă cronică și chiar cu accidente vasculare cerebrale, infarct miocardic și mortalitate prin sinucidere. Se estimează că pe Pământ există 8 milioane de specii de plante și animale. Din păcate, rata de pierdere a unei specii este de 1.000 de ori mai rapidă. Acest lucru a fost atribuit urbanizării, schimbărilor în atribuirea utilității terenurilor și schimbărilor microclimatice induse de așezările umane.
În plus, calitatea aerului se deteriorează ca urmare a emisiilor antropice (datorate acțiunii omului asupra reliefului, vegetației și climei), cum ar fi poluarea industrială, traficul vehiculelor, combustibilii fosili pentru sectorul energetic și combustibilul pentru gătit pentru uz casnic. Emisiile provenite de la mijloacele de transport contribuie major la poluarea aerului și au implicații negative asupra sănătății, cum ar fi bolile respiratorii și cardiovasculare. Impactul acestor schimbări climatice a afectat negativ producția de culturi agricole, diversitatea și distribuția speciilor naturale și modelele biologice, cum ar fi perioada de înflorire și polenizarea. Au fost evaluate efectele adverse ale creșterii temperaturilor, ale nivelurilor ridicate de dioxid de carbon (CO 2) asupra fenologiei (ramură a biologiei care studiază influența factorilor meteorologici asupra dezvoltării plantelor, a vieții păsărilor) în ceea ce privește productivitatea, în special pentru culturile de bază. Cu toate acestea, există puține date despre corelația directă dintre schimbările climatice, sezoanele polinice și sensibilizarea alergică. Acest lucru va necesita ani în care se vor face măsurători detaliate ale concentrației de polen în paralel cu monitorizare factorilor meteorologici și cu înregistrarea simultană a datelor clinice ale populației rezidente în locurile de studiu. În ultimul secol, bolile alergice au crescut cu o rată epidemică uluitoare și în prezent se estimează că afectează între 10% și 30% din populația lumii. Se știe că bolile alergice sunt cauzate de susceptibilitatea genetică și sunt declanșate de contactul cu diverși factori din mediu, cum ar fi alimente, acarieni, polenuri, mucegaiuri, epitelii și alte produse biologice provenite de la animale. Iar schimbările climatice influențează atât nivelurile cât și localizarea aeroalergenilor . Studiile epidemiologice recente au indicat o creștere generală atât a incidenței bolilor respiratorii (rinită și astm) adică a numărului de persoane dintr-o populație care dezvoltă aceste afecțiuni într-o perioadă specificată de timp, sau altfel spus a numărului de cazuri noi de rinită și astm apărute în acea unitate de timp cât și a prevalenței acestora, adică a numărului total de persoane dintr-o populație care la un anumit moment au aceste afecțiuni, incluzând atât cazurile noi, cât și pe cele existente deja la momentul respectiv sau pe o anumită durată de timp.
Până în anul 2050 se așteaptă ca prevalența bolilor alergice să ajungă la 4 miliarde.
Sensibilizarea alergică prin inhalarea alergenilor, astmul, rinita alergică și dermatita atopică au fost descrise drept primul val al epidemiei alergice, care are premizele să devină o adevărată pandemie comparabilă cu bolile infecțioase din secolul al XXI-lea.
Povara poluării aerului asupra bolilor respiratorii
Populația lumii este expusă la o povară uriașă de poluanți atât din exterior, cât și din interior. Pe lângă poluanții gazoși, atmosfera poate fi poluată și cu particule din diverse surse. Aceste particule (în suspensie, fluide ori în stare solidă) au compoziție și dimensiuni diverse și uneori sunt denumite “aerosoli”. Cel mai bine sunt cunoscute sub denumirea de “particule în suspensie” (în engleză, particulate matter, cu prescurtarea PM). Particulele în suspensie au dimensiuni foarte mici 2,5 μ (PM2,5), 10 μ (PM10). PM10 și PM2.5 provin adesea din surse diferite de emisii și au compoziții chimice diferite. Emisiile rezultate din arderea benzinei, uleiului, motorinei sau lemnului produc o mare parte din poluarea cu PM2.5 a aerului exterior. PM10 include, de asemenea, praful de pe șantierele de construcții, gropile de gunoi și agricultură, poate apărea în urma incendiilor și a arderii deșeurilor, din surse industriale, din praful suflat de vânt pe terenurile deschise, din polen sau fragmente de bacterii. Particulele în suspensie pot fi emise direct de la sursă (particule primare) sau formate în atmosferă prin reacții chimice ale gazelor (particule secundare), precum dioxidul de sulf (SO2), oxizii de azot (NOX) și anumiți compuși organici. Acești compuși organici pot fi emiși atât din surse naturale, precum copacii și vegetația, cât și din surse artificiale (antropice), de exemplu, în urma proceselor industriale sau produse de autovehicule. Calitatea aerului urban poate fi indicată de cantitatea anumitor poluanți din aer, cum ar fi ozonul (O₃), particulele (PM₁₀, PM₂.₅), oxizii de sulf (SOₓ), oxizii de azot (NOₓ), monoxidul de carbon (CO) și compuși organici volatili (COV). Ozonul (O₃) este un poluant dăunător pentru sănătatea umană. Nu este emis direct în atmosferă, ci mai degrabă se formează ca urmare a reacției chimice dintre oxizii de azot (NOₓ) și compușii organici volatili (COV) sub stimularea razelor solare. Cu alte cuvinte, poluanții emiși de mașini, centrale electrice și arderea materialelor interacționează cu lumina soarelui pentru a crea ozon. Ozonul formează smog și face aerul dificil de respirat.
Se estimează că până în anul 2050, 66% din populația globală va locui în orașe.
Avantajele mutării în zone urbane sau ale transformării unei locații semi-rurale într-una urbană, oferă acces ușor la asistență medicală, salubritate și nutriție sigură, în timp ce dezavantajele includ efectele ascunse ale unei populații în creștere rapidă, poluarea în creștere, deprivarea socială, creșterea infracționalității și a incidenței bolilor legate de stresul mental, aspecte pe care oamenii le neglijează și care le vor afecta calitatea vieții pe termen lung.
Poluarea și schimbările climatice
Schimbările climatice au dus la schimbarea ecosistemului natural prin degradarea mai mare a terenurilor, în principal în zonele de coastă joase, în deltele fluviale, în zonele de uscat și în zonele geografice cu permafrost( sol înghețat) . Creșterea concentrației dioxidului de carbon atmosferic, a metanului și a protoxidului de azot, care sunt cei mai importanți contributori ai gazelor cu efect de seră, reprezintă unul dintre cei mai importanți factori ai schimbărilor climatice care au dus la creșterea temperaturii prin absorbția de energie de către sistemul climatic și au condus la așa numita încălzire globală. Temperatura medie a suprafeței Pământului este de aproximativ 14°C și a crescut cu aproape 1°C în ultimii 100 de ani și ceva. Acest lucru a dus la modificări ale tiparelor de precipitații, fie în scădere, fie în creștere. În plus, aceste schimbări climatice au dus la creșterea frecvenței și intensității furtunilor și a ciclonilor tropicali. Creșterea căldurii, seceta și focarele de insecte, toate legate de schimbările climatice, au crescut incendiile de vegetație. Evenimente catastrofale recente, cum ar fi schimbările extreme ale nivelului mării și evenimentele devastatoare asociate, cum ar fi incendiile de vegetație din Australia și California, Grecia etc, uraganele , taifunurile și inundațiile , au ridicat îngrijorări pentru oameni legate de siguranța lor și sănătate, în special pentru grupurile de vârstă mai susceptibile și clasele socioeconomice în dificultate. Anul 2019 a fost marcat ca fiind cel mai secetos an înregistrat, iar incendiile de vegetație din Australia din timpul verii ”negre ” au fost considerate unul dintre cele mai catastrofale evenimente naturale cu o probabilitate mare de reapariție . Nici măcar națiunile foarte dezvoltate, cu o infrastructură solidă, nu vor fi scutite de efectul devastator al uraganelor. Epidemiile de astm care apar în legătură cu furtunile au fost raportate în Europa, Canada și Australia, predominant în anotimpurile în care există încărcături atmosferice mari de polen în aer. Populația urbană este expusă în mod continuu la poluanți și la o biodiversitate redusă, ceea ce a dus la scăderea interacțiunii oamenilor cu plante, animale și microbi. Acest lucru a condus la afectarea sistemului imunitar al persoanelor care locuiesc în mediul urban în comparație cu cei care locuiesc în mediul rural, deoarece aceștia, deși pot fi expuși la niveluri similare de poluare, trăiesc într-un habitat bogat în floră și faună în comparație cu un habitatul urban cu biodiversitate redusă. O luare de poziție privind schimbările climatice și impactul asupra sănătății este venită din partea Societății Europene de Respirație (European Respiratory Society) și a fost elaborată în urma unui workshop organizat de Proiectul HENVINET și Societatea Toracică Americană (American Thoracic Society). Declarația evidențiază efectele schimbărilor climaterice asupra sănătății, vizând inclusiv decesele și morbiditatea acută din cauza valurilor de căldură, frecvența crescută a evenimentelor cardio-respiratorii acute din cauza concentrațiilor mai mari de ozon la nivelul solului, modificările frecvenței bolilor respiratorii datorate particulelor transfrontaliere, alterarea distribuției spațiale și temporale a alergenilor (polenuri, mucegaiuri și acarieni) și a unor vectori de boli infecțioase. Potrivit estimărilor OMS, 3 milioane de oameni mor prematur în fiecare an din cauza poluării aerului, în special în marile orașe din Asia, Africa și America Latină. Oxidul de sulf și protoxidul de azot care rezultă din utilizarea combustibililor fosili sunt principalele surse de poluare a aerului. Niveluri crescute ale acestora sunt eliberate în atmosferă, ceea ce duce la o sănătate precară, calitate scăzută a aerului și ploi acide. Acești poluanți ai aerului provoacă leziuni celulare directe la persoanele sensibile, în special la pacienții astmatici. Astmul, infecțiile acute ale tractului respirator, boala pulmonară obstructivă cronică, exacerbările bolilor pulmonare obstructive preexistente și cancerul pulmonar se află sub umbrela efectelor adverse ale poluării aerului și este evident că schimbările în climă și calitatea aerului au un impact drastic și cuantificabil asupra incidenței bolilor respiratorii și a morbidității acestora. Efectul modelului schimbărilor climatice asupra morfologiei plantelor cu referire specială la polen, polinoză și sensibilizarea alergenă. Bio-particulele care provoacă simptome alergice sunt: polenul, sporii fungici, resturile de insecte, acarienii din praful de casă, epiteliile animalor și alimentele . La pacienții atopici, grăuncioarele de polen provoacă astm, rinită alergică și conjunctivită alergică. Distribuția și prevalența alergiilor la polen sunt supuse variațiilor atât geografice, cât și cronologice . Particulele aeroalergenice, cum ar fi particulele submicronice (<10 μm) și paucimicronice (<1 μm) derivate din polen, pot ajunge în căile respiratorii inferioare, provocând simptome alergice la persoanele susceptibile. Aceste particule sunt compuse în principal din granule de amidon și particule de polizaharide, care pot fi absente în polenul matur. Moleculele alergenice eliberate din polen sunt cele care sunt responsabile de sensibilizarea alergică și declanșarea simptomelor alergice. S-a considerat că eliberarea acestor molecule din polen are loc în primul rând în afara organismului, atunci când grăuncioarele de polen se răspândesc prin atmosferă și în al doilea rând, când polenul intră în contact cu suprafața mucoasei tractului respirator superior. Grăuncioarele de polen aparțin, în general, fracțiunii grosiere a particulelor de aer (diametrele particulelor >10 μm), dar sporii fungici și fragmentele provenite din polen se găsesc și în particulele fine (<2,5 μm; PM2,5), care pot pătrunde adânc în tractul respirator chiar și în regiunile alveolare ale plămânului. Prezența proteinelor alergenice în grăuncioarele de polen și variația nivelurilor de exprimare a acestor molecule pot depinde de speciile de plante, de stadiul de maturare a florilor, de factorii de mediu și climatici și de poluare. Informațiile despre schimbarea condițiilor climatice, variațiile zilnice și prevalența sezonieră devin foarte importante pentru specialiștii care se ocupă de tratarea pacienților cu polinoze. Concentrațiile crescute de CO2 atmosferic, care sunt rezultatul utilizării combustibililor fosili, pot stimula creșterea plantelor și, la rândul lor, pot duce la creșterea producției de polen, pot afecta dispersia și transportul polenului și pot crește durata sezonului de polen. Ele pot duce, de asemenea, la apariția de noi specii de polen în noi locații care ar putea să nu fie endemice în zona specifică. Ca urmare a condițiilor climatice în schimbare, debutul, durata, intensitatea polenizării și modelele noi de înflorire a plantelor și sporularea ciupercilor, pot modifica conținutul de alergeni și alergenitatea grăuncioarelor de polen, sporilor fungici și a altor bio-particule. Cu un climat în continuă schimbare, astfel de informații sunt esențiale pentru prevenirea în timp util a tulburărilor alergice, cu un rezultat mai bun al pacientului în această eră a tratamentului personalizat de precizie. Datele furnizate din 30 de ani de observații în cadrul Rețelei Internaționale Fenologice au arătat că instalarea primăverii au avansat cu 6 zile, cea mai mare rată de modificări fenologice fiind observată în Europa de Vest și regiunea Baltică. În schimb, tendințele fenologice par să fie diferite la granița de est a Europei, arătând uneori un debut cu 1-2 săptămâni mai târziu. Debutând mai devreme, sezonul polenului este mai des întrerupt de condițiile meteorologice nefavorabile de la sfârșitul iernii/începutul primăverii. Durata sezonului de polen este, de asemenea, prelungită, mai ales vara și la speciile cu înflorire târzie.
O atenție deosebită a fost acordată de Organizația Europeană și Mediteraneană pentru Protecția Plantelor speciilor de plante invazive și nocive cum este Ambrosia artemisiifolia L.(ambrozia comună) al cărei polen este foarte alergenic.
Ambrosia artemisiifolia L.(ambrozia comună)
Ambrozia, plantă originară din America de Nord, a invadat zone mari din America de Sud și Europa în ultimele câteva decenii și a fost identificată ca un contributor major la bolile alergice respiratorii severe. Planta a fost pe bună dreptate descrisă ca o specie dominantă de succes în terenurile abandonate chiar și în condiții ecofiziologice severe ale unui mediu extrem și imprevizibil. Specia s-a naturalizat în toată Europa într-un ritm rapid și reprezintă până la 80% din ratele de sensibilizare. Concentrații foarte scăzute (5-10 grăuncioare de polen pe m3 de aer) sunt suficiente pentru a declanșa reacții alergice la pacientii sensibilizați. Polenul de ambrozie colectat de-a lungul drumurilor cu trafic intens a arătat o alergenitate mai mare decât polenul prelevat în zonele cu vegetație și acest lucru se datorează probabil poluării cauzate de trafic. Impactul general al poluării va fi modificarea timpului și a încărcăturii sezonului de polen și, prin urmare, modificarea expunerii populației generale. În plus, alături de proteinele alergenice, polenul și sporii fungici conțin și alți compuși care pot acționa ca adjuvanți. Eliberarea acestor mediatori lipidici nealergenici, dar bioactivi, asociați polenului, are efecte proinflamatorii și imunomodulatorii care pot declanșa și amplifica alergiile. S-a demonstrat că eliberarea acestor substanțe este influențată de poluarea aerului, cu niveluri semnificativ mai mari prezente în polenul colectat din zonele cu trafic intens. Ambrosia artemisiifolia este o buruiană răspândită pe scară largă care afectează atât agricultura cât și sănătatea umană în zonele afectate. Cartografierea precisă a zonelor cu densitate mare de ambrozie poate ajuta la măsuri eficiente de atenuare a efectelor sale nedorite. O abordare de „de sus în jos” urmărește să integreze datele despre polenul de ambrozie culese de la 349 de stații din Europa, care includ informații despre habitat și peisaj, date despre acoperirea solului și cunoștințe de specialitate. Această monitorizare colectivă a datelor a arătat că țările din nordul și sudul Europei prezintă cele mai scăzute cantități de ambrozie, în timp ce Rusia, anumite părți ale Ucrainei și Câmpia Panonică prezintă cele mai mari. În plus, puncte fierbinți mai mici se găsesc în Valea Ronului, Turcia și nordul Italiei și Franței. Acest tip de model predictiv poate ajuta agențiile guvernamentale să dezvolte o planificare adecvată și atenuare a urgențelor de sănătate. Această abordare de sus în jos este aplicabilă și altor specii anemofile (care polenizează prin aer). O alt model predictiv folosește software-ul MaxEnt bazat pe variabile bioclimatice ale temperaturii minime, sezonului de creștere și modelelor de distribuție a speciilor bazate pe echilibrul apei, a prezis abundența a trei specii de ambrozie. Acest model prezice că până în anul 2100, distribuția celor trei specii de ambrozie va crește spre nordul și estul Europei în toate scenariile climatice, iar Europa va fi afectată de probleme severe de alergie asociate ambroziei, care va afecta milioane de oameni.
În concluzie: Schimbările climatice au atras atenția biologilor, activiștilor de mediu și liderilor politici de pe tot globul.
Poluarea mediului și creșterea temperaturilor au contribuit enorm la schimbările climatice și, prin urmare, au avut un impact semnificativ asupra sănătății umane. Aceste schimbări de mediu pot determina o creștere a producției de polen și pot modifica caracteristicile moleculare ale polenului care pot crește proprietățile alergenice ale acestora. Acest lucru a fost atribuit creșterii crescute și mai rapide a plantelor, creșterii cantității de polen produs de plante, sezoanelor de polen mai timpurii și mai lungi și creșterii cantității de proteine alergenice conținute în grăuncioarele de polen. Sezoanele prelungite de vegetație au dus și la o creștere generală a biomasei vegetale, care servește ca sursă de nutrienți pentru mucegai. Ca atare, niveluri mai mari de spori de mucegai sunt prezente în fiecare toamnă și primăvară. Predicțiile recente bazate pe variabile bioclimatice a arătat că schimbările climatice vor duce în continuare la o incidență crescută a alergiilor ca urmare a creșterii răspândirii și a producției de polen al unora dintre speciile de plante invazive, cum ar fi ambrozia, în anumite zone ale Europei până la sfârșitul acestui secol. Astfel, există o nevoie urgentă de conștientizare a populației cu privire la efectele schimbărilor climatice și amenințările emergente.
Pacienții cu alergii la polen și mucegaiuri trebuie educați cu privire la riscul de exacerbare a astmului bronșic și mai ales ar trebui avertizați cu privire la pericolul de a se expune în aer liber, în sezoanele polinice sau de mucegaiuri fără un tratament adecvat pentru afecțiunile lor alergice.
În plus, agențiile guvernamentale responsabile cu implementarea politicilor de mediu ar trebui să planifice rapid măsuri concrete de adaptare la noile coordonate impuse de schimbările climaterice pentru atenuarea a expunerii populației la un asemenea risc de îmbolnăvire.
Bibliografie:
1. Climate change and allergic diseases: An overview A. B. Singh* and Pawan Kumar, CSIR-Institute of Genomics and Integrative Biology, Delhi University Campus, Delhi, India, Front. Allergy, 13 October 2022Sec. Environmental & Occupational Determinants An overview Volume 3 – 2022 |
2. Climate change, the environment, and rhinologic disease Jean Kim MD, PhD, Darryn W Waugh PhD, Benjamin F Zaitchik PhD, Amber Luong MD, PhD, Regan Bergmark MD, Kent Lam MD, Lauren Roland MD, MSCI, Joshua Levy MD, MPH, MSc, Jivianne T Lee MD, Do-Yeon Cho MD, MS, Jr Murugappan Ramanathan MD, Fuad Baroody MD, Mas Takashima MD, Daniel O’Brien MD, MAS, Sandra Y Lin MD, Stephanie Joe MD, Mohamad R Chaaban MD, MSCR, Anna Butrymowicz MD, Stephanie Smith MD, MS, Warren Mullings MBBS, DM … First published: 28 December 2022 https://doi.org/10.1002/alr.23128
3. https://stratos.ro/pm10-si-pm2-5-ce-inseamna-si-ce-efecte-au/
Autor:
Dr. Adriana-Claudia Nicolae, medic primar Alergologie și Imunologie Clinică
