Se znečištěným ovzduším by mohl pomoci toxikologický inkubátor

Kvalita ovzduší se v Česku dlouhodobě zlepšuje, ale stále je na čem pracovat – zejména v zimních měsících bývají koncentrace polétavých částic ve vzduchu vyšší. V celosvětovém měřítku daleko větší problém představuje smog v asijských státech, jako jsou Nepál, Indie nebo Čína. Pomoci by mohl přístroj na sledování znečištění, který nedávno patentovali čeští vědci. Tématem se zabýváme v časopise A / Věda a výzkum, který vydává Akademie věd. 

Silnicemi kličkují troubící motorky, auta, autobusy a náklaďáky. Dieselové motory za sebou nechávají oblaka tmavého dýmu. Vozidla, z nichž velká část už má leccos za sebou, se pohybují po rozkopaných cestách. Vedle jedovatého koktejlu zplodin z výfuků se do ovzduší dostává také spousta prachu. Vozovky navzdory tomu lemují prodavači oblečení a dalších drobností, kteří trpělivě sedí a doufají, že se u nich některý kolemjdoucí zastaví. Na vystavené zboží se přitom vytrvale snáší šedivý prach. Jak asi vypadají plíce prodejců, raději ani nepřemýšlet.

Neustále překračují limity
Takový obrázek nabízí Káthmándú, hlavní město Nepálu. Zdejší ovzduší patří mezi celosvětově nejvíce znečištěné. Každý rok v této zemi kvůli špatné kvalitě ovzduší zemře skoro deset tisíc lidí. Nejen v Nepálu ale stojí za to věnovat se zkvalitnění toho, co dýcháme.

Doprava v jedné z nejvíce znečištěných oblastí světa, Káthmándú, hlavním městě Nepálu

Z údajů Světové zdravotnické organizace vyplývá, že s velmi znečištěným vzduchem se globálně potýká devět z deseti lidí a ročně způsobí úmrtí sedmi milionů lidí. Patří do první desítky nejčastějších příčin předčasné smrti.

Ve srovnání s Čínou, Indií nebo Pákistánem je na tom Česká republika samozřejmě dobře. Někdo by si mohl myslet, že až tak dobře, že v tomto směru není potřeba mít žádné obavy. To ale není úplně pravda, byť se u nás dlouhodobě kvalita ovzduší zlepšuje. Na řadě míst koncentrace znečišťujících látek s negativními dopady na lidské zdraví každoročně překračují stanovené limity.

Podle Českého hydrometeorologického ústavu jsou dlouhodobě nejvíce zatíženy aglomerace měst Ostrava/Karviná/Frýdek-Místek a některé lokality na střední Moravě. K regionům se zhoršenou kvalitou ovzduší patří i hlavní město Praha, dále Brno a střední, severovýchodní a severozápadní Čechy.

Za jeden ze zásadních problémů současné doby tento stav považuje také Radim Šrám, předseda Komise pro životní prostředí AV ČR: „Prokazatelně negativně působí na lidské zdraví, zejména na těhotné ženy a na vývoj plodu, ale také na centrální nervový systém, což ovlivňuje i stárnoucí populaci.“

Radim Šrám, předseda Komise pro životní prostředí AV ČR

Jako krabička na svačinu
V Ústavu experimentální medicíny AV ČR proto vznikl malý pomocník, který přispěje k monitorování toho, co dýcháme. Vypadá jako krabička na svačinu a také je podobně velký. Ve srovnání s ní je ale mnohem těžší a nahoře má zahnutou bílou hadičku. Málokoho by napadlo, že se jedná o nově patentovaný přístroj, který pomáhá sledovat kvalitu ovzduší.

Řeč je o toxikologickém inkubátoru. Vznikal dva roky ve spolupráci s Fakultou strojní ČVUT, jež měla na starosti technickou část výroby. Zařízení dokáže vytvořit podmínky, za kterých je možné sledovat vliv škodlivých částic, a hodí se zejména na přesné měření škodlivosti emisí spalovacích motorů v reálném provozu. Díky své velikosti se dá snadno přenášet.

Toxikologický inkubátor se testoval v experimentální provozovně ČVUT. Vývojáři ještě chtějí zjistit, jak funguje přímo v terénu. Vědci ho již loni v létě patentovali, přesto ale nečekají, že by o něj projevila zájem komerční sféra, třeba automobilky. Práce s ním totiž není jednoduchá, vyhodnocování výsledků je expertní záležitostí. Poptávka by tak mohla přijít spíše od výzkumných institucí.

Za správné fungování biologické části inkubátoru zodpovídal Pavel Rössner z Ústavu experimentální medicíny AV ČR. Podle jeho slov u nás existují tři hlavní skupiny znečišťovatelů – průmyslové podniky, lokální topeniště a automobilová doprava. Hlavním problémem je právě automobilová doprava, která stále narůstá. Průměrné stáří osobních vozů je u nás patnáct let, což se negativně odráží na produkci výfukových plynů.

Hovoří se především o vlivu naftových motorů. A informace jsou leckdy protichůdné – jednou se můžeme dočíst, jak moc jsou škodlivé, jindy zase, že ty současné už tolik závadné nejsou. „Je pravda, že díky katalyzátorům produkují moderní dieselové motory méně pevných částic než benzinové, produkce oxidů dusíku je ale u dieselových motorů stále vyšší,“ uvádí Pavel Rössner informace na pravou míru.

Pavel Rössner z Ústavu experimentální medicíny AV ČR

O dva roky méně
Na rizika spojená se životem ve znečištěných oblastech dlouhodobě upozorňuje už zmíněný genetik Radim Šrám. V devadesátých letech minulého století založil a koordinoval vědecký projekt nazvaný Program Teplice, který se zabýval dopady znečištěného životního prostředí na zdraví obyvatel v pánevních oblastech. Se zdravotními potížemi se tamní obyvatelé potýkají dodnes. „Je nutné analyzovat, jaké změny zdravotního stavu byly v období před třiceti lety identifikovány, a navrhnout opatření, která by měla současnou situaci zlepšit,“ konstatuje.

V osmdesátých letech 20. století byla pánevní oblast v severozápadních Čechách spolu s přilehlými částmi Polska a tehdejší Německé demokratické republiky územím s nejvíce znečištěným ovzduším v Evropě. Právem se mu říkalo černý trojúhelník. Lidé dýchali vzduch s vysokou koncentrací karcinogenního benzo[a]pyrenu a dalších látek. Postupně došlo k významnému zlepšení na úroveň jiných oblastí republiky, ale důsledky předchozí situace ovlivňují zdraví obyvatel i nadále. „Proto je nutné považovat populaci pánevních okresů Ústeckého kraje za trvale poškozenou,“ poznamenává Radim Šrám.

Zdravotní stav obyvatel Ústeckého kraje se tak ještě i dnes významně liší od tuzemského průměru. Střední délka života tu činí o dva roky méně. Ženy zde čelí nejvyšší spontánní potratovosti v České republice. Radim Šrám proto doporučuje věnovat v těchto oblastech další prostředky do výzkumu, zdravotní a sociální péče i do školství.

Zátěžový test
Ústav experimentální medicíny AV ČR se mezitím účastní evropského projektu, který zjišťuje vliv znečišťujících látek ve vzduchu na neurodegenerativní onemocnění, hlavně Alzheimerovu chorobu. Vědci k měření využijí i nový toxikologický inkubátor. Budou sledovat chování buněk při vystavení různým znečišťujícím látkám z dieselových emisí.

Inkubátor nabízí skutečnou představu toho, co dýchá člověk, když jde třeba po ulici – simuluje lidskou dýchací soustavu.

Nanočástice mohou pronikat z krevního oběhu do mozku. Ačkoli nemusí nutně Alzheimerovu nemoc přímo způsobovat, mohou její nástup urychlit. Kromě toho by se výsledky z toxikologického inkubátoru mohly v budoucnu stát důležitým podkladem i pro politická rozhodnutí o emisních limitech a podpoře alternativních pohonů a paliv.

V tomto smyslu by bylo dobré rozšířit toxikologický inkubátor i za české hranice. Mohl by pomáhat v zemích, kde jsou na tom lidé s kvalitou ovzduší mnohem hůř než my. Jeho nasazení třeba v ulicích Káthmándú, plných smogu, by vědci mohli brát jako zátěžový test.

Celý článek i další zajímavé texty najdete v aktuálním čísle časopisu A /Věda a výzkum, který vydává Akademie věd ČR.

4/2020 (verze k listování)
4/2020 (verze ke stažení)

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock, Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR

Přečtěte si také

• Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
• I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
• Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
• Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
• Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor
• Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
• Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu
• Enzym „ptakopysk“ pomůže s vývojem nových účinnějších antibiotik
• Buňka je polívka se spoustou ingrediencí, říká Roman Pleskot
• Žralok malohlavý zná recept na dlouhověkost, dožívá se více než 400 let