Vliv Emisí na Zdraví: Studie a Zjištění

Znečištění ovzduší představuje závažný globální problém, který má prokazatelně negativní dopad na lidské zdraví. V souvislosti se snahami o zlepšení kvality ovzduší jsou vyvíjeny nové motory generující menší množství toxických látek a jsou též využívána alternativní paliva (např. na bázi směsí benzínu s etanolem).

I když z hlediska množství produkovaných škodlivin jsou nové technologie bezesporu krokem vpřed, otázka dopadu emisí z moderních motorů na lidské zdraví není dosud uspokojivě objasněna. Roli hraje například i fakt, že moderní motory s přímým vstřikováním paliva produkují velké množství částic malých velikostí, které mohou potenciálně lidské zdraví poškozovat, experimentální důkazy však nejsou k dispozici.

Obecně platí, že pro získání přesných informací o působení škodlivých látek na lidský organismus je ideální provádět tzv. epidemiologické studie, tj. studie na lidských populacích, o nichž víme, že jsou dané škodlivině vystaveny. Takové studie mají však řadu omezení, zejména v souvislosti s obtížností získání dostatečně velkých skupin vyšetřovaných osob (tzv. kohort), cenou analýz a dostupností biologického materiálu.

Výzkum a Modelové Systémy

Vědci se proto snaží o vývoj tzv. modelových systémů, s nimiž bude experimentální činnost snazší než v případě lidských populací, přitom však získané údaje bude možné převést na lidský organismus. Mezi tyto modelové systémy patří buněčné kultury různého druhu, které jsou pěstovány ve sterilních podmínkách ve vhodném kultivačním médiu (tzv. in vitro metoda).

Za prvé vlastní charakter buněčných kultur neodpovídá situaci v lidském organismu. In vitro kultury jsou většinou tvořeny jedním typem buněk (často nádorového původu) kultivovaných v jedné vrstvě pod hladinou živného média. Za druhé se pak toxické látky (včetně motorových emisí) v ovzduší vyskytují v podobě tzv. komplexních směsí, které jsou tvořeny částicemi různých velikostí, na něž jsou vázané chemické látky, a dále směs plynů lišících se toxicitou a reaktivitou.

Čtěte také: Vše o emisních normách

V in vitro podmínkách je velmi obtížné dosáhnout působení této komplexní směsi na buněčné kultury, proto se používají alternativní přístupy, v nichž jsou ze směsi separovány například jen samotné částice, nebo jsou z částic získávány chemickou extrakcí organické látky, které jsou následně testovány in vitro.

V posledních letech je věnována velká pozornost vývoji systémů, které by umožnily otestovat vliv komplexní směsi škodlivých látek v ovzduší v in vitro modelech, které se co nejrealističtěji podobají podmínkám v lidském organismu. Tomuto záměru se věnoval i projekt „Mechanismy toxicity emisí z benzínových motorů v 3D tkáňových kulturách a v modelové bronchiální epiteliální buněčné linii“ financovaný Grantovou agenturou ČR (GA ČR), na kterém spolupracovali vědci z Ústavu experimentální medicíny AV ČR (ÚEM AV ČR) a Fakulty strojní Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT).

Hlavními řešiteli projektu byli RNDr. Pavel Rössner, Ph.D., (ÚEM AV ČR) a prof. Michal Vojtíšek, M.S., Ph.D. V rámci tohoto mezioborového projektu se vědci nejprve věnovali vývoji přenosného zařízení, tzv. mobilnímu expozičnímu systému, který je uzpůsobený ke kultivaci buněčných kultur a do něhož jsou zaváděny kompletní motorové emise (tj. komplexní směs škodlivin tak, jak je uvolňována z výfuků automobilů).

Emise byly získány v laboratorních podmínkách z motorů spalujících standardní benzín a palivo s příměsí etanolu, následně byly ochlazeny, naředěny a zavedeny do expozičního systému. V něm byly kultivovány tzv. 3D modely lidské plicní tkáně. Jedná se o rekonstituovanou kulturu získanou z plic lidských dobrovolníků, která je tvořena několika buněčnými typy, které rostou ve více vrstvách.

Důležitý je též fakt, že kultury jsou vyživovány médiem ze spodní části kultivační nádobky s tím, že v horní části kultury je umožněn přímý kontakt s okolním ovzduším, v tomto případě s naředěnými motorovými emisemi. Tyto kultury, pěstované tzv.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

V další fázi projektu prováděli vědci biologické testy, jejichž cílem bylo identifikovat změny v DNA, lipidech a proteinech, indukované vlivem motorových emisí. Jednalo se např. o stanovení zlomů v DNA, peroxidaci lipidů, analýzu exprese vybraných genů a produkci molekul, které mají vztah k prozánětlivé odpovědi.

Pro tyto účely byla srovnána odpověď 3D buněčných modelů a standardních buněčných kultur rostoucích v jedné vrstvě. Dále byl porovnán vliv kompletních emisí a separované frakce organických látek vázaných na částice v emisích, tzv. extrahovatelná organická hmota (EOM).

Vědci pozorovali zásadní rozdíly ve výsledcích biologických testů, jak při srovnání obou typů buněčných kultur, tak při porovnání vlivu kompletních emisí a EOM. „Výsledky ukázaly, že pro testy motorových emisí jsou 3D buněčné modely jednoznačně vhodnější oproti standardně používaným jednovrstevným kulturám. Zásadní pak pro nás bylo zjištění, že biologický efekt celkových emisí se výrazně liší od vlivu EOM s tím, že motorové emise ze standardního benzínového paliva indukují v 3D buněčných kulturách nejvíce negativních účinků, zvláště takových, které jsou spojeny s peroxidací lipidů a produkcí pro-zánětlivých molekul,“ uvedl hlavní řešitel projektu RNDr. RNDr.

Alzheimerova Choroba a Znečištění Ovzduší

Koncem loňského roku byla v prestižním časopise Alzheimer’s & Dementia zveřejněna významná mezinárodní studie, která prokázala zvýšenou citlivost pacientů s Alzheimerovou chorobou (AD) vůči znečištění ovzduší. Na výzkumu spolupracovaly přední vědecké instituce z Finska, České republiky, Itálie a Nizozemska. Studie kombinovala laboratorní experimenty s analýzou rozsáhlých populačních dat.

V laboratorních podmínkách vědci vystavili buňky nosní sliznice zdravých jedinců a pacientů s AD emisím z naftových motorů. Výsledky analýzy ukázaly změny v aktivitě genů a DNA, které naznačují zvýšenou citlivost buněk pacientů oproti buňkám zdravé populace. Výsledky ukázaly, že buňky pacientů s AD reagovaly na emise téměř čtyřikrát citlivěji než buňky zdravých jedinců. Zároveň byly identifikovány specifické změny na úrovni DNA spojené s expozicí emisím.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Klíčovou roli v obranných mechanismech sehrál protein NRF2. Ten funguje jako „hlavní spínač“ antioxidační odpovědi v našem těle. Pacienti s AD mají často narušenou aktivitu NRF2. To znamená, že jejich buňky mají omezenou schopnost reagovat na oxidační stres, což může vést k rychlejšímu poškození neuronů a progresi onemocnění. Látky a terapie zaměřené na aktivaci NRF2 jsou předmětem intenzivního výzkumu.

Dopady Emisí na Zdraví a Životní Prostředí v Praze

Na 2. června připadl Mezinárodní den čistého ovzduší. V Praze ovšem zatím nemáme moc důvodů k oslavám. Vlivem znečištěného ovzduší zemře v ČR 10x více lidí než při dopravních nehodách. Tedy více jak 7000 lidí ročně. Na Prahu pak připadá 561 zemřelých. Celkový počet obětí za celou Zemi se pak pohybuje téměř kolem 9 milionů. V evropských městech díky emisím z aut přicházíme o rok života.

Lidé mají tendenci takové statistiky zpochybňovat. Jsou to pro ně jen imaginární čísla. Oběti emisí umírají za zdmi nemocnic, bez zájmu kamer televizního zpravodajství. O oběti tragických nehod je zájem větší. Podle výsledků studie European Heart Journal, zveřejněné v březnu 2019, mohou za předčasná úmrtí prachové částice. Jedná se především o prachové částice typu PM2,5, tedy ty s průměrem menším než 2,5 mikrometru. O dopadech emisí na zdraví jsme podrobněji psali zde.

A nejde jen o zdraví a životy ostatních. Jak ukázalo naše nedávné měření, časté vysedávání v autě znamená vyšší emisní zátěž pro cestující v uvnitř vozidla oproti lidem v metru či na ulici.

Praha má dlouhodobě problém s vysokou koncentrací škodlivých látek v ovzduší, které zhruba ze 70 % pochází z nadměrného využívání individuální automobilové dopravy (IAD). Na území hl. m. Prahy jsou jejím vlivem porušovány platné limity pro prachové částice (PM10, PM2,5), oxid dusičitý (NO2) a benzo-a-pyren (BaP), které jsou v České republice právně závazné a mají závažný dopad na lidské zdraví.

Na závažnost tohoto problému upozornila také Národní střednědobá strategie zlepšení kvality ovzduší v ČR, která uvádí Prahu jako oblast zatíženou především vysokými koncentracemi BaP, které v centru dosahují hodnot až 1 - 1,7 ng/m3.

Možnosti Zlepšení Kvality Ovzduší

Co tedy můžeme začít pro lepší ovzduší a tedy naše zdraví dělat? Stačí přemýšlet nad dopravou. Nebrat auto jako dopravní prostředek první volby. Získáním řidičáku jsme se neupsali k doživotnímu vysedávání v kolonách a dýchání rakovinotvorných látek z výfuku stojícího auta před námi.

Lze využít jednu z nejlepších MHD na světě, na delší vzdálenosti vlak, či autobus. Na kratší se vydat pěšky. A čím přispívá k lepšímu ovzduší Magistrát hlavního města Prahy? výstavba a rekonstrukce (optimalizace) železničních tratí - např. podporují se lokální aktivity ke zlepšení kvality ovzduší (např. Projekt Čistou Stopou Prahou je v roce 2018-2019 spolufinancován z projektu „Čistá mobilita pro Prahu". Ten je financován Státním fondem životního prostředí České republiky na základě rozhodnutí ministra životního prostředí. Ministerstvo životního prostředí a Státní fond životního prostředí České republiky neodpovídají za věcný a formální obsah informací, které příjemce podpory zveřejní v rámci realizace podporovaného projektu.

Podle harvardské studie má i velmi malé zhoršení kvality vzduchu výrazný vliv na odolnost lidského organismu proti covid-19. Množství jemných prachových částic zvyšují vedle průmyslu i dieselové motory. Vědci v současné zklidněné dopravě také odhalili dosud neměřený negativní vliv činnosti katalyzátorů moderních dieselových aut.

„Vědci z Harvardské univerzity ve své studii prokazují, že ke zvýšení úmrtnosti na covid-19 dochází při koncentracích jemných prachových částic PM 2,5 vyšších než 8 mikrogramů na metr krychlový,“ říká Radim Šrám z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR. S každým dalším mikrogramem se podle amerických vědců úmrtnost zvyšuje o 8 %.

Takové znečištění ale je v evropských podmínkách vlastně čistým prostředím, podobné hodnoty je možné naměřit například v Jeseníkách, na Šumavě nebo v Krkonoších. „Standardem Evropské unie je 25 mikrogramů na metr krychlový, ve Spojených státech je to 12 mikrogramů. Tyto hodnoty souvisejí i s tím, že v evropském ovzduší se na rozdíl od amerického vyskytuje mnohem víc jemného prachu.

„Ve Spojených státech totiž nebyla masově zavedena osobní auta s dieselovými motory a až v poslední době se začaly používat diesely s moderními filtry pevných částic,“ upozorňuje Šrám. Jejich dalšímu rozšíření ale zabránila aféra známá jako dieselgate.

Auta, která byla naprogramována pro oklamání emisních kontrol, byla ve Spojených státech často stahována z provozu, zatímco u nás dále jezdí. „Jsou to desítky procent aut kategorií Euro 4 až 6,“ říká o naftových vozidlech se závadou přímo z výroby Michal Vojtíšek, specialista na automobilové emise z Centra udržitelné mobility ČVUT.

K těmto relativně moderním autům je ale třeba ještě připočítat další starší vozy, jejichž motory nejsou správně seřízené. A dále také ty, ve kterých někdo úmyslně odstranil filtr pevných částic. To se podle Vojtíška děje často také u nákladních aut. Nejméně na každém desátém nefunguje redukční katalyzátor schváleným způsobem, někde chybí úplně, jinde je přemostěn dodatečným nelegálním zařízením.

Experti v dopravě ale nesledují jen pevné částice, ale také problematické oxidy dusíku. „Při spalovacím procesu vzniká oxid dusnatý, který v atmosféře postupně oxiduje na oxid dusičitý,“ vysvětluje Vojtíšek.

Je zajímavé, že v těchto dnech, kdy celkové emise z dopravy ve srovnání se stejným loňským obdobím zásadně klesly, právě hodnoty vysoce toxického oxidu dusičitého na některých evropských měřících stanicích stouply.

Auta vybavená pokročilými emisními systémy totiž v současnosti mohou jezdit kolem měřících stanic plynule. Můžeme předpokládat, že kvůli přirozenému omlazování vozového parku se u nás budou stále častěji objevovat auta, která i v souvislosti s dieselgate budou mít při emisních kontrolách v západních zemích problém s čistotou výfukových spalin.

„Situace v ČR se tak kvůli obměňování vozového parku může oproti současnosti paradoxně ještě zhoršit,“ vysvětluje Vojtíšek důvody, proč je tak důležité sledovat aktuální změny hodnot oxidu dusičitého.

Vědecká zjištění, která vznikla v souvislosti s bojem proti šířícímu se koronaviru, mohou vytvořit nový a zásadnější tlak na ochranu ovzduší. Samosprávy obcí například snáze odůvodní úplné zákazy vjezdů naftových aut do obytných zón.

Statistiky a Limity Znečištění Ovzduší

Následující tabulka shrnuje některé klíčové hodnoty a limity týkající se znečištění ovzduší:

tags: #emise #vliv #na #zdravi #studie

Oblíbené příspěvky:

• Úspěšná organizace výletu
• Co je odpadová karta?
• Obnovitelné zdroje v ČR
• Průvodce výběrem ekologických výplní
• Obsah environmentální komunikace