Загрязнение воздуха может воздействовать на сердце через кишечник

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.