Вдыхание дыма от лесных пожаров может влиять на мозг и сперму, а также на легкие

Лесные пожары на западе США распространяют дым в сообщества, далекие от самих пожаров, создавая опасный воздух на дни или недели. Многие задаются вопросом: как вдыхание этого дыма влияет на организм? Дым от лесных пожаров — это смесь химических веществ и мельчайших частиц, достаточно мелких, чтобы обойти защитные системы организма и напрямую воздействовать на легкие. Однако ущерб может не ограничиваться этим.

Как токсикологи, мы исследуем воздействие дыма лесных пожаров на здоровье человека, включая части тела, которые могут оказаться неожиданными: сперму и мозг. Учитывая большое количество людей, вдыхающих дым лесных пожаров каждое лето — и эта цифра, вероятно, будет расти по мере усугубления пожароопасных условий в потеплевшем мире — важно понимать, как дым может навредить организму и как защитить себя.

Загрязнение может изменять генетический материал спермы

Городское загрязнение воздуха, имеющее несколько иной химический профиль, чем дым лесных пожаров, уже связывают с вредным воздействием на мужскую репродуктивную систему. Исследования показали, как загрязнение воздуха от промышленных труб и автомобильных выхлопов может влиять на форму сперматозоидов, их подвижность и нести генетический материал. Однако немногие исследования рассматривали дым лесных пожаров как независимый источник токсичности.

Одно недавнее исследование на крысах показало, что детеныши, рожденные от родителей, подвергавшихся воздействию древесного дыма, могут иметь поведенческие и когнитивные проблемы. Это побудило нашу команду из Университета Бойсе, в сотрудничестве с исследователями из Северо-Восточного университета, детальнее изучить, что происходит со спермой мышей, подвергшихся воздействию дыма лесных пожаров. Мы смоделировали лесной пожар в лаборатории, сжигая хвою пихты Дугласа, и выбрали дозу воздействия, аналогичную той, которую мог бы получить пожарный с 15-летним стажем. Мы обнаружили, что такое воздействие на мышей привело к изменениям в метилировании ДНК спермы. Метилирование ДНК — это биологический механизм, регулирующий экспрессию генов. Мы были удивлены, обнаружив, что эффекты древесного дыма схожи с эффектами воздействия сигаретного дыма и дыма каннабиса на сперму. Требуется гораздо больше работы, чтобы понять, влияют ли и как эти изменения в сперме на потомство и каков эффект у людей.

Связь с болезнью Альцгеймера и другие пути воздействия дыма на мозг

Воздействие древесного дыма также связывают с ухудшением здоровья мозга, включая такие состояния, как болезнь Альцгеймера. Имеются данные, свидетельствующие о том, что древесный дым усугубляет симптомы когнитивного спада, такие как потеря памяти или моторики. В недавнем обзоре в журнале Epigenetics Insights мы изложили последние исследования, показывающие, как частицы дыма лесных пожаров или воспалительные сигналы, высвобождаемые иммунной системой после воздействия, могут достигать мозга и способствовать этим проблемам со здоровьем. Одна из возможностей — вдыхание мельчайших частиц в легкие, их попадание в кровоток и перемещение к мозгу. Вторая — частицы остаются в легких, но генерируют воспалительные сигналы, которые по крови попадают в мозг. Наконец, есть свидетельства, что частицам, возможно, не нужно попадать в легкие, они могут достичь мозга напрямую из носа, следуя по пучкам нервов. Изменения метилирования ДНК особенно важны в областях мозга, таких как гиппокамп, которые участвуют в обучении и памяти. Если факторы окружающей среды изменяют метилирование ДНК, это может помочь объяснить, почему болезнь Альцгеймера может поражать только одного из идентичных близнецов, несмотря на одинаковый генетический код.

Что можно сделать для безопасности?

Потенциальное воздействие вдыхания дыма лесных пожаров на одни только легкие должно вызывать достаточно беспокойства, чтобы задуматься о степени воздействия. Теперь мы видим потенциальные дополнительные риски, включая влияние на сперму и мозг. Другие исследования предполагают связь между дымом лесных пожаров и воспалением сердца, а также риском преждевременных родов.

Чтобы снизить риски для здоровья в сезон пожаров, следите за предупреждениями о задымлении. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и компании, такие как PurpleAir, имеют обширные сети мониторинга воздуха с интерактивными картами, показывающими качество воздуха в вашем районе. Также доступны недорогие мониторы. Дома регулярно меняйте фильтры в печи и кондиционере, убедитесь в их правильном размере. Помогут и портативные очистители воздуха с HEPA-фильтрами в наиболее часто используемых комнатах. Маски могут быть эффективны при правильном использовании. Маска с маркировкой N-95 или выше предназначена для фильтрации 95% и более вредных частиц, проникающих глубоко в легкие, но только при правильной посадке. Хотя тканевые маски помогают сдерживать распространение COVID-19, они плохо фильтруют частицы дыма лесных пожаров, отчасти из-за неплотного прилегания и материала, не предназначенного для улавливания опасных мелких частиц дыма.