Сажа из грязного воздуха добралась до плаценты и прошла через нее

Ученые выяснили, что черный углерод (сажа), который образуется при неполном сгорании дизельного горючего, угля и других видов ископаемого топлива, может достигать плаценты человека и проникать сквозь нее. Они показали, что чем больше загрязненность воздуха, тем больше частиц сажи обнаруживается в плаценте. Авторы опубликовали работу в Nature Communications и считают, что их выводы помогут понять механизм воздействия загрязненного воздуха на развитие плода и здоровье человека в целом.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2016 году загрязнение воздуха было причиной смерти примерно 4,2 миллиона человек. При этом регионах, качество воздуха в которых не соответствует стандартам, рекомендованным ВОЗ, проживает около 91 процентов населения планеты.

Внутриутробное воздействие факторов окружающей среды может оказывать существенное влияние на здоровье человека в будущем. Известно, что влияние загрязненного воздуха на плод связано с аллергическими болезнями, инфекциями уха, а также низким весом при рождении и преждевременными родами. К настоящему времени ученые не установили точный механизм, который стоит за этими проблемами.

Многие исследования показывают, что вдыхание загрязненного воздуха приводит к проблемам со здоровьем далеко за границами легких. Известно его системное воздействие на здоровье (например, на сердечно-сосудистую систему и когнитивные способности), а черный углерод (сажу) обнаруживают даже в моче. Однако достигает ли он плаценты и может ли проникать через нее, в исследованиях на людях ранее не было установлено.

Бельгийские ученые под руководством Ханнелоры Бове (Hannelore Bové) из Центра наук об окружающей среде Университета Хасселта обнаружили, что взвешенные частицы черного углерода из загрязненного воздуха достигают плаценты, способны накапливаться в ней и даже проникают через нее.

Авторы изучили плаценты 23 женщин, которые принимали участие в исследовании ENVIRONAGE. Для выявления черного углерода ученые применили установку для лазерной микроскопии, которую они разработали ранее. Она основана на способности черного углерода излучать белый свет под действием фемтосекундных лазерных импульсов. Частицы черного углерода были обнаружены во всех исследованных плацентах.

Все беременности участниц исследования ENVIRONAGE были выношенными, поэтому по их данным ученые могли судить о состоянии плаценты к концу беременности. Чтобы узнать, достигают ли частицы черного углерода плаценты на более ранних стадиях развития плода, когда тот наиболее уязвим, авторы исследовали образцы, взятые у пяти женщин, беременность которых прервалась преждевременно — сажа была обнаружена в каждой из этих плацент.

Авторы не нашли существенных отличий в количестве частиц сажи в образцах, взятых ими из плодовой части одной и той же плаценты. В связи с этим они отмечают, что исследование одной биопсии из одной плаценты должно быть достаточно объективным исследованием для определения черного углерода в этом органе в целом. В то же время они обнаружили, что в некоторых образцах из плодовой стороны плаценты количество сажи может быть больше, чем с материнской стороны.

Количество частиц черного углерода в плаценте матерей коррелировало с тем, насколько сильным было загрязнение воздуха в районе их проживания. Ученые установили это на примере 10 женщин, подвергавшихся высокому уровню загрязнения воздуха (2,42 микрограмма на кубический метр) и 10 женщин, поживавших в местах с низкой загрязненностью (0,63 микрограмма на кубический метр). Увеличение количества черного углерода в воздухе на каждые 0,5 микрограмма на кубический метр было связано с ростом количества его частиц в плаценте на 0,45×10⁴ частиц на кубический миллиметр, а в целом нагрузка на плаценту возрастала на 38 процентов. Размер обнаруживаемых в плаценте скоплений частиц сажи колебался преимущественно между 1 и 9,78 микрометрами.

В выводах исследования ученые пишут, что их работа дает наглядные доказательства того, что частицы черного углерода загрязненного воздуха могут попадать из легких беременной женщины в плаценту. Это может оказаться частью объяснения известных негативных эффектов загрязненного воздуха на развитие плода и послеутробное развитие.

Ранее ученые обнаружили, что в Великобритании дети с умственной отсталостью чаще живут в районах с высоким уровнем загрязненности воздуха. Загрязнение воздуха сокращает и продолжительность жизни людей — так, у россиян эта проблема в среднем «съедает» около 9 месяцев жизни.

Андрей Украинский