Naukowcy: zanieczyszczone powietrze może osłabiać kości

Osteoporoza to choroba metaboliczna kości, w której przebiegu ma miejsce postępujący ubytek masy kostnej. Osłabione przez osteoporozę kości łatwo ulegają złamaniom - często jest to pierwszy objaw prowadzący do rozpoznania tej „cicho” przebiegającej choroby. Za twórcę terminu „osteoporoza” (połączenie greckich słów oznaczających „kość” i „otwór”) uznawany jest francuski patolog Jean Lobstein (zm. w 1835 r.).

Zdaniem ekspertów jedna trzecia kobiet i jedna piąta mężczyzn powyżej 50. roku życia doświadczy złamań związanych z osteoporozą.

Znanych jest wiele czynników przyczyniających się do rozwoju osteoporozy - w tym zmiany hormonalne, brak ruchu, picie alkoholu i palenie tytoniu. W roku 2007 badanie przeprowadzone w Norwegii zwróciło uwagę na możliwy związek z zanieczyszczeniem powietrza. Badanie to, opublikowane w piśmie „Osteoporosis International", wykazało słabą, ale statystycznie istotną korelację między modelowanym narażeniem na zanieczyszczenie powietrza a zmniejszoną gęstością kości u 590 mężczyzn w wieku 75 lub 76 lat. Trzy lata później ci sami naukowcy odkryli korelację między narażeniem na zanieczyszczenie powietrza a zwiększoną częstością zgłaszanych złamań przedramienia u palących mężczyzn.

W Stanach Zjednoczonych zespół kierowany przez Diddiera Pradę, epidemiologa środowiskowego i molekularnego z Icahn School of Medicine w Mount Sinai, badał duże zbiory danych zgromadzone przez rząd USA i badaczy. Jedno z badań, opublikowane w 2017 r. w „The Lancet Planetary Health”, objęło 9,2 miliona osób powyżej 65 roku życia mieszkających w północno-wschodniej części Stanów Zjednoczonych, a także 692 mężczyzn w średnim wieku mieszkających w społecznościach o niskich dochodach. W obu grupach badacze odkryli, że narażenie na wyższe poziomy dwóch szczególnie niebezpiecznych form zanieczyszczenia powietrza — cząstek stałych o średnicy mniejszej niż 2,5 mikrona (PM2,5) i sadzy — wiązało się z wyższym wskaźnikiem złamań kości i innych markerów osteoporozy. W roku 2023 w „eClinical Medicine” zespół Prady poinformował o znalezieniu związku między markerami osteoporozy a narażeniem na inny główny komponent zanieczyszczenia powietrza, tlenki azotu, w grupie ponad 160 000 kobiet w USA, które już przeszły menopauzę.

W Wielkiej Brytanii analiza ponad 446 000 uczestników UK Biobank, opublikowana w „Journal of Bone and Mineral Research”, wykazała, że osoby mieszkające na bardziej zanieczyszczonych obszarach miały o 15 proc. większe ryzyko złamań. Epidemiolog Otavio Ranzani z ISGlobal znalazł podobny wzór w danych dotyczących zdrowia zebranych od 3717 osób mieszkających w 28 wioskach w pobliżu Hajdarabadu w południowych Indiach. Zespół Ranzaniego rozpoczął badanie m.in. dlatego, że badania sugerowały, iż „niektóre szkodliwe składniki dymu tytoniowego mają podobieństwa do zanieczyszczeń powietrza”. Naukowcy odkryli, że osoby mieszkające w bardziej zanieczyszczonych wioskach częściej mają niższą zawartość minerałów i gęstość kości, o czym poinformowali w 2020 r. w JAMA Network Open.

W Chinach, gdzie powietrze należy do najbardziej zanieczyszczonych na świecie, a populacja szybko się starzeje, naukowcy znajdują podobne powiązania. Jedno z ostatnich badań ponad 5000 mieszkańców miast prowincji Shandong, opublikowane w „Archives of Osteoporosis”, wykazało, że nawet krótkotrwałe narażenie na zanieczyszczenia powietrza związane z ruchem drogowym wydaje się zwiększać ryzyko złamań osteoporotycznych. Osoby mieszkające na obszarach wiejskich w Chinach również są narażone na ryzyko, jak wykazało badanie z 2020 r. opublikowane w „Environmental Research”. Naukowcy wykorzystali dane satelitarne, pogodowe i dotyczące użytkowania gruntów, aby oszacować poziom zanieczyszczenia, jakiego doświadcza około 8000 mieszkańców obszarów wiejskich. Odkryli, że nawet stosunkowo niewielkie wzrosty PM2,5 i innych zanieczyszczeń wydają się zwiększać wskaźniki osteoporozy.

Na razie nie wiadomo, jaki jest mechanizm biologiczny obserwowanej zależności. Chociaż korelacje statystyczne między zanieczyszczeniem a osteoporozą są silne, faktyczne udowodnienie związku przyczynowo-skutkowego jest trudne - trudno dokładnie udokumentować, ile zanieczyszczeń wdycha dana osoba czy też jakie konkretne substancje chemiczne znajdują się w smogu. Poza tym osoby mieszkające na obszarach o dużym zanieczyszczeniu mogą mieć inne czynniki ryzyka, takie jak złe odżywianie, które przyczynia się do osteoporozy.

Na razie odkryto, że w grę może wchodzić ozon powstający przy powierzchni ziemi (znany jako troposferyczny lub przyziemny). Jest on zanieczyszczeniem wtórnym i powstaje w wyniku reakcji fotochemicznych tlenków azotu i lotnych związków organicznych w atmosferze (reakcje te przyspiesza wysoka temperatura powietrza). Ozon przyziemny może blokować światło słoneczne, pochłaniając promieniowanie ultrafioletowe, które umożliwia organizmowi produkcję witaminy D, odgrywającej kluczową rolę w rozwoju kości.

Inne potencjalne mechanizmy są ukryte głęboko w komórkach. Związki występujące w zanieczyszczonym powietrzu mogą pobudzać powstawanie niestabilnych cząsteczek zwanych wolnymi rodnikami, które mogą wiązać się z DNA, białkami i innymi składnikami komórkowymi i uszkadzać je. Zanieczyszczenia mogą również sprzyjać stanom zapalnym i innym reakcjom immunologicznym, co może zakłócać procesy komórkowe zastępujące starą tkankę kostną nową. Poinformował o tym w roku 2020 zespół Prady na łamach „Environmental Research”.

Jeśli zanieczyszczenie powietrza rzeczywiście powoduje osteoporozę, odkrycia te mogą mieć poważne implikacje w Indiach, gdzie rosnąca populacja — obecnie 1,4 miliarda ludzi — oddycha coraz bardziej zanieczyszczonym powietrzem. Według Energy Policy Institute na Uniwersytecie w Chicago, od 1998 do 2021 r. średnie roczne zanieczyszczenie cząstkami stałymi w Indiach wzrosło o prawie 68 proc. Liczbę chorych na osteoporozę ocenia się w tym kraju na ponad 61 milionów.

Częściowo winne jest spalanie paliw kopalnych, ale również powszechna praktyka spalania resztek rolniczych na obszarach wiejskich. Wielu mieszkańców Indii gotuje na piecach opalanych obornikiem, drewnem opałowym lub węglem drzewnym. Wiadomo już, że takie zanieczyszczenie negatywnie wpływa na zdrowie serca i płuc, ale jego prawdopodobny związek z osteoporozą stanowi kolejny powód, dla którego kraj ten wdraża działania prowadzące do redukcji zanieczyszczenia powietrza.

Więcej w artykule źródłowym - https://www.science.org/content/article/breathing-polluted-air-increases-risk-osteoporosis-growing-evidence-shows (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

kh/