มลพิษทางอากาศและพิษวิทยาการสูดดม

มลพิษทางอากาศและพิษวิทยาการสูดดมจะตรวจสอบว่าสารปนเปื้อนในอากาศ — ได้แก่ ฝุ่นละออง โอโซน ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และสารอุตสาหกรรมที่สูดดมเข้าไป — ทำอันตรายต่อร่างกายได้อย่างไรหลังจากที่ถูกหายใจเข้าไป เนื่องจากปอดมีพื้นผิวที่กว้างและบางซึ่งสัมผัสโดยตรงกับอากาศ สารมลพิษที่สูดดมเข้าไปจึงสามารถทำลายทางเดินหายใจและยังเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตเพื่อส่งผลกระทบต่ออวัยวะที่อยู่ห่างไกลได้

Definition

มลพิษทางอากาศและพิษวิทยาการสูดดมคือการศึกษาว่าสารมลพิษในอากาศที่เข้าสู่ร่างกายโดยการหายใจ ทำให้เกิดผลเสียต่อระบบทางเดินหายใจ และผ่านกลไกทั่วร่างกาย ไปยังระบบหลอดเลือดหัวใจและระบบอื่นๆ ได้อย่างไร

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงสารมลพิษทางอากาศหลักในบรรยากาศและในสถานที่ทำงาน การสะสมของอนุภาคที่สูดดมเข้าไปในระบบทางเดินหายใจ กลไกการบาดเจ็บทั้งในระดับเฉพาะที่และทั่วร่างกาย และข้อมูลระบาดวิทยาจำนวนมากที่เชื่อมโยงมลพิษทางอากาศกับโรคระบบทางเดินหายใจและหลอดเลือดหัวใจ เป็นหัวข้ออ้างอิงในพิษวิทยาทางสิ่งแวดล้อมและอาชีวอนามัย และไม่ได้ให้คำแนะนำทางการแพทย์ส่วนบุคคล

Core questions

• สารมลพิษใดบ้างที่ประกอบขึ้นเป็นอากาศที่เป็นอันตรายในบรรยากาศและในสถานที่ทำงาน?
• อนุภาคและก๊าซที่สูดดมเข้าไปสะสมและทำลายระบบทางเดินหายใจได้อย่างไร?
• สารมลพิษที่สูดดมเข้าไปก่อให้เกิดผลกระทบนอกเหนือจากปอดได้อย่างไร เช่น ต่อหัวใจ?
• ภาระของโรคในระดับประชากรที่เกิดจากมลพิษทางอากาศมีมากน้อยเพียงใด?

Key concepts

• ฝุ่นละออง (PM2.5 และ PM10)
• สารมลพิษที่เป็นก๊าซ (โอโซน, NO2, SO2, CO)
• การสะสมของอนุภาคและการขึ้นอยู่กับขนาด
• การอักเสบของปอดและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน
• ผลกระทบทั่วร่างกายและหลอดเลือดหัวใจ
• การสัมผัสแบบเฉียบพลันเทียบกับการสัมผัสแบบเรื้อรัง
• มาตรฐานคุณภาพอากาศ

Mechanisms

สารมลพิษที่สูดดมเข้าไปจะสะสมตามทางเดินหายใจตามขนาดและองค์ประกอบทางเคมี โดยอนุภาคละเอียดจะไปถึงบริเวณแลกเปลี่ยนก๊าซของปอด ณ ที่นั้น สารเหล่านี้จะกระตุ้นความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและการอักเสบเฉพาะที่ ซึ่งสามารถทำลายทางเดินหายใจและถุงลมได้ ส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้และสารสื่อกลางการอักเสบ และอาจรวมถึงอนุภาคที่เล็กที่สุดเอง ก็สามารถเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้ ซึ่งจะส่งเสริมการอักเสบทั่วร่างกาย ความผิดปกติของเยื่อบุหลอดเลือด และการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทอัตโนมัติที่ส่งผลต่อระบบหลอดเลือดหัวใจ (Brook et al., 2010; Brunekreef & Holgate, 2002) การสัมผัสกับฝุ่นละอองขนาดเล็กเป็นเวลานานมีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของอัตราการเสียชีวิตจากโรคหัวใจและปอด และมะเร็งปอด (Pope et al., 2002)

Clinical relevance

มลพิษทางอากาศเป็นปัจจัยสำคัญที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ซึ่งส่งผลต่อโรคระบบทางเดินหายใจและหลอดเลือดหัวใจ และการตระหนักถึงคุณภาพอากาศในบรรยากาศและในสถานที่ทำงานมีความเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงานด้านสาธารณสุข การสัมผัสกับฝุ่นละอองขนาดเล็กเป็นเวลานานเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของอัตราการเสียชีวิต มะเร็งปอด และเหตุการณ์ทางหลอดเลือดหัวใจในระดับประชากร (Pope et al., 2002; Brook et al., 2010) ข้อมูลนี้อธิบายว่าสารมลพิษที่สูดดมเข้าไปก่อให้เกิดอันตรายได้อย่างไรและให้ข้อมูลสำหรับการป้องกัน; ไม่ใช่แนวทางสำหรับการจัดการผู้ป่วยรายบุคคล

Epidemiology

มลพิษทางอากาศในบรรยากาศเป็นหนึ่งในปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่ใหญ่ที่สุดสำหรับโรคทั่วโลก ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรหลายล้านคนในแต่ละปี โดยส่วนใหญ่มาจากสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับระบบหลอดเลือดหัวใจและระบบทางเดินหายใจ (Brunekreef & Holgate, 2002) การศึกษาแบบโคฮอร์ทที่สำคัญได้ยืนยันว่าการสัมผัสกับฝุ่นละอองขนาดเล็กเป็นเวลานานเพิ่มอัตราการเสียชีวิตจากโรคหัวใจและปอดและมะเร็งปอด แม้ในความเข้มข้นที่พบได้ทั่วไปในหลายเมือง (Pope et al., 2002)

Evidence & guidelines

หลักฐานประกอบด้วยระบาดวิทยาแบบอนุกรมเวลาและโคฮอร์ท การศึกษาการสัมผัสในมนุษย์และสัตว์ที่ควบคุม และพิษวิทยาเชิงกลไก แถลงการณ์ทางวิทยาศาสตร์ของ American Heart Association สังเคราะห์หลักฐานด้านหลอดเลือดหัวใจ (Brook et al., 2010) และแนวทางคุณภาพอากาศจากหน่วยงานระดับชาติและนานาชาติได้นำหลักฐานนี้ไปแปลเป็นข้อจำกัดสารมลพิษที่แนะนำ

History

เหตุการณ์มลพิษทางอากาศที่รุนแรง เช่น หมอกควันลอนดอนในปี 1952 ซึ่งทำให้มีผู้เสียชีวิตเกินปกติหลายพันคน ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นอันตรายถึงชีวิตเฉียบพลันของอากาศที่ปนเปื้อนเป็นครั้งแรก และกระตุ้นให้เกิดกฎหมายอากาศสะอาด การศึกษาแบบโคฮอร์ทในภายหลังในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 แสดงให้เห็นว่าแม้การสัมผัสในระดับปานกลางเป็นเวลานานก็เพิ่มอัตราการเสียชีวิต (Pope et al., 2002) ซึ่งเป็นการปรับกรอบมลพิษทางอากาศให้เป็นอันตรายทั้งแบบเรื้อรังและเฉียบพลัน

Debates

มีเกณฑ์ที่ต่ำกว่านั้นที่มลพิษทางอากาศจากฝุ่นละอองจะปลอดภัยหรือไม่?

การศึกษาทางระบาดวิทยามักพบผลกระทบต่อสุขภาพที่ขยายไปถึงความเข้มข้นต่ำโดยไม่มีเกณฑ์ความปลอดภัยที่ชัดเจน ซึ่งส่งผลต่อความเข้มงวดของมาตรฐานคุณภาพอากาศและยังคงเป็นหัวข้อของการประเมินอย่างต่อเนื่อง

Key figures

• Bert Brunekreef
• C. Arden Pope III
• Robert D. Brook

Seminal works

• pope-2002
• brunekreef-2002
• brook-2010

Frequently asked questions

ทำไมฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5) จึงเป็นอันตรายเป็นพิเศษ?

อนุภาคละเอียดมีขนาดเล็กพอที่จะแทรกซึมลึกเข้าไปในบริเวณแลกเปลี่ยนก๊าซของปอด ซึ่งทำให้เกิดการอักเสบและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และผลกระทบของมันขยายไปถึงระบบหลอดเลือดหัวใจ; การสัมผัสเป็นเวลานานเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของอัตราการเสียชีวิตและมะเร็งปอด (Pope et al., 2002)

มลพิษทางอากาศส่งผลกระทบมากกว่าปอดหรือไม่?

ใช่ สารมลพิษที่สูดดมเข้าไปกระตุ้นการอักเสบทั่วร่างกายและส่งผลกระทบต่อหลอดเลือดและหัวใจ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมมลพิษทางอากาศจึงเป็นปัจจัยเสี่ยงที่ได้รับการยอมรับสำหรับทั้งระบบหลอดเลือดหัวใจและระบบทางเดินหายใจ (Brook et al., 2010)