Загрязнённый воздух и зрение: как PM2.5 повышает риск глаукомы и катаракты

Старение — один из главных факторов риска развития глаукомы и катаракты, но, изучая более внимательно, что происходит с глазами на протяжении жизни, учёные обнаруживают, что воздействие загрязнения воздуха также играет роль в развитии этих заболеваний.

Глаукома, которой подвержены около 80 миллионов человек в мире, — это группа заболеваний, повреждающих зрительный нерв, передающий зрительную информацию от глаза к мозгу. Она может привести к необратимой потере зрения, обычно сначала затрагивая периферическое зрение, а позже — центральное. Катаракта ещё более распространена и затрагивает более 94 миллионов человек по всему миру; она возникает, когда хрусталик глаза мутнеет, вызывая размытость зрения и в конечном итоге слепоту.

Старение повышает риск обоих заболеваний, как и некоторые медицинские состояния, например диабет. Но теперь обзор 41 исследования позволяет предположить, что люди, подверженные более высокому уровню загрязнения воздуха, могут также сталкиваться с большим риском этих болезней. Исследование, представленное в сентябре на 44-м конгрессе Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов в Лондоне, объединило данные десятков исследований с участием миллионов людей в Восточной Азии и Великобритании.

Исследования были наблюдательными, то есть могут лишь выявить связь между загрязнением воздуха и болезнями глаз, но не доказать, что загрязнение вызывает эти заболевания. Тем не менее «это переосмысливает глаукому и катаракту как состояния, обусловленные тем, где вы живёте и дышите, а не только тем, как долго вы живёте», — сказал соавтор исследования доктор Ахмед Альнабихи, офтальмолог из специализированной глазной больницы и исследовательского центра имени короля Халида в Саудовской Аравии, представивший результаты. По его словам, эти воздействия окружающей среды могут усугублять возрастное снижение зрения так же, как они влияют на сердечно-сосудистые заболевания.

PM2.5 показывает наиболее чёткие связи

Исследователи изучили воздействие нескольких загрязнителей, включая частицы разного размера (PM), такие как мелкие PM2.5 и более крупные PM10. Они также рассмотрели диоксид азота, диоксид серы, озон и угарный газ.

Большинство исследований, включённых в обзор, оценивали долгосрочное воздействие на людей на основе уровня загрязнения вокруг их домов и в их сообществах. Они использовали ряд методов, включая правительственные системы мониторинга, спутниковые данные и компьютерные модели, предназначенные для оценки уровня загрязнения. Несколько исследований изучали краткосрочное воздействие и его связь с более внезапными проблемами глаз, такими как острый приступ закрытоугольной глаукомы — неотложное состояние, способное быстро привести к потере зрения.

Используя этот обширный массив данных, команда сравнила воздействие загрязнения с частотой глаукомы, катаракты и возрастной макулярной дегенерации (ВМД) — ещё одного распространённого заболевания глаз, ухудшающего зрение. PM2.5 — мельчайшие частицы размером 2,5 микрометра и меньше — показали наиболее чёткие связи с риском глаукомы и катаракты.

У людей с наиболее высоким воздействием PM2.5 вероятность глаукомы была на 70% выше по сравнению с теми, у кого воздействие было наименьшим. Кроме того, увеличение воздействия PM2.5, эквивалентное разнице между 25-м и 75-м процентилями воздействия в каждом исследовании, было связано с повышением вероятности глаукомы на 8% и повышением риска катаракты на 4%.

Доказательства были менее последовательными для связи загрязнения воздуха с возрастной макулярной дегенерацией, которая повреждает центральную часть сетчатки, отвечающую за острое, детальное зрение. И в отличие от чёткой связи, наблюдавшейся с PM2.5, другие загрязнители показали менее последовательные связи с болезнями глаз. Например, диоксид азота не был значимо связан с ВМД, озон не был связан с катарактой, и ни один из этих загрязнителей не был связан с глаукомой. Диоксид серы и PM10 не показали значимых связей ни с одним из трёх состояний.

Связь между PM2.5 и глаукомой была относительно последовательной во всех рассмотренных исследованиях, сказала Нидхи Сингх, экологический эпидемиолог из исследовательского института медицины окружающей среды IUF-Leibniz в Германии, не участвовавшая в исследовании. Результаты по PM2.5 и катаракте были умеренно последовательными, хотя и более изменчивыми, чем данные по глаукоме; тем не менее, по её словам, анализ, похоже, поддерживает связь.

Сингх предупредила, что лежащие в основе доказательства являются наблюдательными. «Поэтому результаты демонстрируют связь, но сами по себе не причинный эффект PM2.5 на глаукому или катаракту», — сказала она.

Чем объясняется повышенный риск?

Точные биологические механизмы этих связей остаются неясными, но Альнабихи отметил, что мелкие частицы достаточно малы, чтобы всасываться в организм. Это может вызывать окислительный стресс, при котором вредные молекулы подавляют естественную защиту и наносят повреждения. Это также способствует хроническому вялотекущему воспалению, при котором иммунная система остаётся слегка активированной в течение длительного времени, объяснил он.

В хрусталике глаза эти процессы могут «повреждать кристаллиновые белки, которые поддерживают его прозрачность, заставляя их неправильно сворачиваться и мутнеть — а это и есть катаракта», — сказал Альнабихи.

В зрительном нерве те же процессы, как считается, повреждают ганглиозные клетки сетчатки — особый тип нейронов, передающих информацию от сетчатки к мозгу. Это может способствовать глаукоме независимо от внутриглазного давления, сказал он, которое является ещё одним крупным фактором риска.

«В отличие от лёгких или кишечника, его [глаза] поверхность находится в прямом, непрерывном контакте с наружным воздухом, что даёт загрязнителям уникально прямой путь, способный вызывать повреждения», — добавил он.

Другие исследования нашли подсказки, поддерживающие связь между PM2.5 и повреждением глаз. У мышей, подвергавшихся воздействию атмосферных PM2.5 в течение девяти месяцев, развилось повышенное давление внутри глаз — фактор риска глаукомы. Исследователи наблюдали как окислительный, так и нитративный стресс — схожее явление — в тканях, отводящих жидкость из глаза, что может помочь объяснить рост давления.

Исследования людей и человеческих клеток выявили схожие закономерности. В данных более 480 000 человек из UK Biobank, крупного хранилища медицинской информации, те, кто подвергался более высокому воздействию PM2.5, чаще развивали глаукому со временем. В другом исследовании учёные подвергли лабораторно выращенную человеческую ткань сетчатки, созданную из стволовых клеток, воздействию PM2.5. Частицы нарушили развитие клеток сетчатки, включая ганглиозные клетки, одновременно увеличив гибель клеток.

Эти исследования предлагают фрагменты возможного механизма, но пока неясно, как эти фрагменты складываются вместе в организме человека.

Источник: обзор 41 исследования, представленный на 44-м конгрессе Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов (Лондон); данные UK Biobank; Live Science.