Новые исследования показывают, что загрязнение воздуха может влиять на здоровье человека, активируя микроорганизмы. Установлено, что черный углерод, являющийся одним из основных компонентов загрязнения воздуха, резко изменяет условия роста бактерий и образования биопленок, что может повлиять на их выживание в дыхательных путях и устойчивость к антибиотикам.
Исследователи обнаружили, что воздействие черного углерода изменяет состав и структуру биопленок бактерий, которые инфицируют дыхательные пути. Работа была проведена в Университете Лестера в Соединенном Королевстве.
Группа ученых полагает, что исследование имеет важные последствия для лечения инфекционных заболеваний респираторной системы, которые, как известно, чаще встречаются в местах с высоким уровнем загрязнения воздуха.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха является самым крупным фактором риска окружающей среды для человека. По их оценкам, в 2012 году около каждая восьмая смерть в мире связана с загрязнением воздуха. Не стоит забывать и о том, насколько эта проблема актуальна для пациентов с такими заболеваниями, как ХОБЛ и бронхиальная астма.
Связь между твердыми частицами в воздухе и здоровьем человека хорошо установлена. Черный углерод – основной компонент твердых частиц, который возникает в результате сжигания ископаемого топлива, такого как дизельное топливо, биотопливо. Например, исследования показали, что воздействие черного углерода связано с сердечно-легочными заболеваниями и смертельными случаями, и что черный углерод может также вызвать заболевание, перенося широкий спектр химических веществ, различающихся по токсичности, в организм человека.
Однако, как отмечают авторы, влияние этого соединения на бактерии до сих пор мало изучено. Для того, чтобы рассмотреть вопрос подробнее, ученые исследовали, как черный углерод влияет на бактерии, живущие в дыхательных путях человека – то есть в носу, горлу и легких. Внимание было сосредоточено на двух бактериях, которые являются основными причинами респираторных заболеваний у людей и демонстрируют высокий уровень устойчивости к антибиотикам: Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae. Обе эти бактерии входят в глобальный список ВОЗ из двенадцати приоритетных патогенных микроорганизмов.
Исследователи обнаружили, что черный углерод изменяет антибиотикорезистентность биопленок S. aureus и повышает способность биопленок S. pneumoniae противостоять пенициллину, первому препарату для лечения бактериальной пневмонии. Биопленки формируются, когда клетки бактерий прилипают к поверхностям и образуют сообщества, скрепленные слизистым, клее-подобным веществом, которое они выделяют. Эти поверхности могут включать живую ткань, такую как ткань сердца или легких. Биопленки вызывают инфекции, которые трудно поддаются лечению и чрезвычайно устойчивы к антибиотикам, когда они становятся хроническими. Результаты показывают, что воздействие черного углерода вызывает структурные, композиционные и функциональные изменения в биопленках как S. pneumoniae, так и S. Aureus.
Проведенные на мышах тесты показали – черный углерод вызывает распространение S. pneumoniae из носа в нижние дыхательные пути, что является ключевым шагом в развитии инфекций. Авторы считают, что проведенная ими работа способна инициировать совершенно новое понимание того, как загрязнение воздуха влияет на здоровье человека. Это приведет к расширению исследований и пониманию того, как загрязнение воздуха приводит к серьезным респираторным проблемам и нарушает экологические циклы, необходимые для жизни.
Источник: Environmental Microbiology