Impact of climate change and air pollution on respiratory allergy and asthma: phenological and environmental aspects

В последние десятилетия наблюдается значительное изменение климата, которое оказывает влияние на глобальное потепление, экосистемы и биосферу в целом. Эти изменения, обусловленные преимущественно антропогенной деятельностью, становятся одной из главных угроз для здоровья человека, в том числе для заболеваемости респираторными заболеваниями

В частности, изменения климата и окружающей среды способствуют росту заболеваемости респираторной аллергией, включая астму. Несмотря на наличие некоторых данных, посвященных влиянию климатических факторов на эти заболевания, все еще существует множество невыясненных вопросов, что обусловливает необходимость проведения дальнейших исследований

Респираторная аллергия, особенно бронхиальная астма, является одним из самых распространенных заболеваний, связанных с воздействием факторов окружающей среды. Многочисленные эпидемиологические исследования показали, что урбанизация, высокий уровень загрязнения воздуха, а также изменения, происходящие в метеорологических условиях, имеют прямую связь с повышением частоты аллергических заболеваний. Городские районы, с их высоким уровнем выбросов транспортных средств, а также типичный для западных стран образ жизни, имеют более высокий уровень заболеваемости астмой и респираторными аллергиями по сравнению с сельскими регионами

Тем не менее до сих пор остаются трудности в точной оценке влияния загрязнения воздуха и климатических изменений на распространенность астмы и другие аллергические заболевания. Это связано с тем, что различные климатические факторы, такие как температура, влажность, скорость ветра, могут оказывать как прямое, так и косвенное влияние на концентрацию аллергенов и загрязняющих веществ в атмосфере

Воздействие этих факторов на биологические и химические компоненты окружающей среды увеличивает количество аллергенов, таких как пыльца, что, в свою очередь, может способствовать развитию аллергического воспаления дыхательных путей. Одним из наиболее ярких примеров является аллергия на пыльцу, которая активно используется для исследования связи между климатическими изменениями, загрязнением воздуха и респираторными заболеваниями. В последние десятилетия мы наблюдаем усиление реакции IgE на аэроаллергены, что способствует увеличению частоты аллергических заболеваний и астмы, особенно среди людей с атопией

Таким образом, изменения климата и окружающей среды оказывают существенное влияние на здоровье, приводя к росту заболеваемости респираторными аллергиями и астмой. Необходимость дальнейших исследований для более глубокого понимания этих взаимосвязей, а также активизация информационно-пропагандистской работы среди медицинских и научных сообществ, становятся важнейшими задачами для разработки эффективных профилактических и терапевтических стратегий в борьбе с аллергическими заболеваниями, особенно в условиях глобальных климатических изменений.

Цель исследования: провести системный анализ научных публикаций отечественных и зарубежных авторов, посвященных изучению воздействия изменений климата на развитие респираторной аллергии, в том числе астмы, с фокусом на взаимосвязь между климатическими факторами, изменениями в фенологии растительности и уровнями загрязнения воздуха.

Для выполнения обзора был произведен системный анализ научных публикаций отечественных и зарубежных авторов на ресурсах PubMed, Medline, eLibrary за 2000–2024 гг., посвященных изучению воздействия изменений климата на развитие респираторной аллергии.

Изучение воздействия изменений климата на развитие респираторной аллергии, в том числе астмы, требует комплексного подхода, поскольку аллергические респираторные заболевания являются результатом взаимодействия различных факторов окружающей среды и иммунной системы человека. В последние годы увеличилось количество данных, подтверждающих взаимосвязь между климатическими изменениями и частотой обострений аллергий, особенно респираторных заболеваний. Однако, несмотря на нарастающие доказательства этой связи, вопросы, касающиеся конкретных механизмов и долгосрочных эффектов, остаются недостаточно изученными

2.1. Изменения в фенологии и сезонах пыльцы

Одним из наиболее заметных последствий глобального потепления является изменение фенологических процессов, таких как начало и продолжительность сезона цветения растений, которые напрямую связаны с производством пыльцы — одного из основных аллергенов. Согласно данным 30-летних наблюдений Международной сети фенологических садов, зафиксировано значительное ускорение весенних явлений, что проявляется в более раннем начале сезона цветения. В частности, среднее начало весеннего цветения в регионах Западной Европы ускорилось на 6 дней. В то же время на восточной границе Европы наблюдаются противоположные тенденции — фазы цветения начинаются на 1–2 недели позже

Эти изменения объясняются как повышением средней температуры, так и изменением климатических условий, таких как продолжительность зимних периодов, что влияет на начало роста растений и, соответственно, на начало сезона пыльцы. Кроме того, продолжительность сезона пыльцы значительно увеличилась, особенно для поздноцветущих видов растений. Это означает, что в течение года количество аллергенов в воздухе остается высоким на протяжении более длительного времени, что приводит к увеличению случаев аллергических заболеваний и астматических обострений

2.2. Влияние загрязнения воздуха на респираторные заболевания

Загрязнение воздуха оказывает значительное воздействие на здоровье органов дыхания, являясь одним из основных факторов риска по всему миру. Вдыхание загрязненного воздуха связано с развитием респираторных заболеваний, включая астму, а также с ухудшением состояния у пациентов с уже существующими заболеваниями. Загрязнение воздуха может привести к прямому повреждению клеток и активации внутриклеточных сигнальных путей, чувствительных к окислительному стрессу

Основными загрязнителями являются твердые частицы, выхлопные газы и озон. Мелкие и ультрадисперсные частицы могут проникать в альвеолы и попадать в кровоток, распространяясь по организму. Эти частицы играют ключевую роль в воспалении дыхательных путей и ухудшении иммунного статуса.

Загрязнение воздуха связано с увеличением частоты астматических приступов, госпитализаций и смертей. Влияние таких загрязнителей, как диоксид азота и PM2,5, на развитие легких в молодом возрасте повышает риск хронических заболеваний в будущем, включая астму и ХОБЛ. Озон, являющийся мощным окислителем, вызывает повреждение дыхательных путей и усугубляет респираторные заболевания

Климатические изменения могут усилить последствия загрязнения воздуха, изменяя выбросы загрязнителей и их распространение. Повышение температуры может способствовать увеличению концентрации озона, что усиливает респираторные заболевания. Изменения в фенологии растений могут привести к увеличению сезона пыльцы, что также влияет на аллергические заболевания.

Загрязнение воздуха внутри помещений, вызванное табачным дымом, химическими веществами и плесневыми грибами, связано с повышенным риском астмы и других заболеваний. Диоксид азота, твердые частицы и формальдегид оказывают краткосрочное и долгосрочное воздействие на здоровье. Табачный дым остается одним из наиболее опасных загрязнителей

2.3. Синергетическое воздействие климатических изменений и загрязнения

Представленные данные указывают на то, что повышение концентрации аллергенов и загрязняющих веществ в атмосфере действует синергетически, что усиливает аллергическую реакцию и способствует росту числа заболеваний.

Одним из ярких примеров синергетического воздействия является повышение концентрации атмосферных загрязнителей, таких как диоксид углерода (CO₂), диоксид азота (NO₂), озон и твердые частицы (PM10 и PM2.5), в условиях глобального потепления. Повышение температуры способствует увеличению интенсивности химических реакций в атмосфере, что может приводить к усилению образования вторичных загрязнителей, таких как озон, который оказывает токсическое влияние на дыхательную систему человека. На фоне изменений климата увеличение частоты и продолжительности экстремальных температурных явлений способствует большему накоплению загрязняющих веществ в атмосфере, что, в свою очередь, ухудшает качество воздуха, создавая угрозу для здоровья людей, особенно в урбанизированных районах. Кроме того, изменение климата и повышение температуры приводят к более интенсивному росту растений и увеличению их пыльцы, в то время как одновременное увеличение загрязнения воздуха ухудшает способность организма справляться с аллергическими возбудителями. Это взаимодействие может оказать существенное влияние на здоровье в будущем, поскольку оба эти фактора — как повышение уровня аллергенов, так и загрязнение — предсказываются как усиливающиеся в течение следующего столетия

2.4. Прогнозируемые изменения в экосистемах и их влияние на аллергены

Влияние климатических изменений на растительность также затронет репродуктивные системы растений и грибов, что приведет к изменениям в сроках, производстве и распространении аэроаллергенов. Повышенные температуры и изменяющиеся погодные условия будут способствовать не только увеличению продолжительности сезона цветения, но и возможному размножению новых видов сорняков, которые могут быть сильными аллергенами

Ожидается, что растения, такие как амброзия, которая уже является причиной аллергий в некоторых регионах как России, так и всего мира, может расширить свой ареал в условиях глобального потепления. Эти изменения будут варьироваться в зависимости от региона, поскольку различные зоны подвергаются различным климатическим воздействиям, включая разницу в уровне ультрафиолетового излучения и осадков, что может существенно повлиять на характер и интенсивность аллергических заболеваний.

Важным фактором, влияющим на распространение аллергенов, является изменение влажности и осадков. В регионах с повышенной влажностью увеличивается активность плесневых грибов, которые являются важными аллергенами, особенно в осенний и зимний период. Повышенная влажность и изменение температурных режимов создают условия для расширения ареала и увеличения концентрации грибов в окружающей среде, что ведет к росту заболеваемости аллергическими заболеваниями, связанными с плесневыми спорами (аллергический ринит, бронхиальная астма, аллергический трахеит и т.д.)

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что изменения климата и загрязнение воздуха будут усиливать аллергические реакции и обострения астмы, что обусловлено как увеличением продолжительности и интенсивности сезона пыльцы, так и ухудшением качества воздуха. Важно отметить, что синергетическое воздействие этих факторов может привести к значительному увеличению заболеваемости и ухудшению качества жизни людей, страдающих от респираторных заболеваний.