Légszennyezés és annak hatása a testmozgásra és a sportra

A légszennyezés mindenki számára probléma, de a sportolók számára különösen nagy gondot jelenthet. Edzés közben mind a légzési térfogat (egy légzés térfogata), mind a légzésszám megnő, ami a nyugalmi értékek akár hússzorosát is elérheti az 1 perc alatt belélegzett levegő mennyisége. A megnövekedett belélegzett levegőmennyiség miatt a légszennyező anyagok nagyobb mértékben jutnak el a sportoló légútjaiba, ami megnöveli a levegőben lévő toxinok káros hatását. Emellett a sportolás során a légzés nagyrészt a szájon és nem az orron keresztül történik; így a belégzés megkerüli a levegő szűrésének egyik szokásos eszközét, ami tovább növeli a toxinoknak való kitettséget. Végezetül a testmozgás fokozhatja a levegőből a véráramba jutó vegyületek könnyebb átjutását. A sportoló fokozott expozíciója egyenes arányban áll az adott sportban végzett aerob munka szintjével és a testmozgás időtartamával; ez függ a tevékenység helyétől is, mivel a szabadban nagyobb a légszennyező anyagoknak való kitettség. Így a maratonista vagy a kerékpáros, aki akár órákon át végez aerob testmozgást a szabadban, várhatóan jobban szenved, mint az úszó vagy a súlyemelő.

Légszennyezés: folyamatos aggodalom

A sportolók által belélegzett szennyezett levegőre számos olimpiai játék előkészületei során felhívták a figyelmet, többek között az 1984-es Los Angeles-i, az 1996-os atlantai, a 2004-es athéni és a közelmúltbeli, 2008-as pekingi olimpiai játékok során. Mivel a járművek kipufogógázai a légszennyező anyagok egyik fő forrása, az olimpiai városok gyakran szigorú forgalomszabályozási politikát vezettek be a játékokat megelőző hónapokban. Az 1996-os atlantai olimpiai játékok előtt például integrált, 24 órás tömegközlekedési rendszert hoztak létre, parkolási és utazási szolgáltatásokat vezettek be, a vállalkozások ösztönözték a távmunkát és a váltott munkaidőt, módosították a szállítási menetrendet, és a belvárost lezárták a személygépkocsiforgalom elől. Ez idő alatt az összes mért szennyezőanyag, beleértve az ózont, a <10 mikrométeres (μm) részecskéket, a szén-monoxidot (CO), a nitrogén-dioxidot (NO₂) és a kén-dioxidot (SO₂), jelentősen csökkent. Érdekes módon ez idő alatt több mint 40%-kal csökkentek a gyermekkori sürgősségi ellátások és az asztma miatti kórházi felvételek is, ami arra utal, hogy a légszennyezés csökkenése más veszélyeztetett népességcsoportok számára is előnyös volt. Peking, a 2008-as nyári játékok helyszíne, a világ egyik legszennyezettebb városa, és az olimpiai játékokra készülve hasonló kihívásokkal kellett szembenéznie a levegőminőség javítása terén. Bár erőfeszítéseik eredményeként a város az elmúlt 10 év legjobb levegőminőségét érte el, a legtöbb napon a levegő szennyezettségi szintje nem érte el az Egészségügyi Világszervezet 50-es légszennyezettségi indexének (API) biztonsági határértékét. A játékokat megelőző hetekben és hónapokban néhány sportoló bejelentette, hogy a szennyezéssel kapcsolatos egészségügyi aggályok miatt nem vesz részt a játékokon.

A légszennyezés és a sportteljesítmény közötti kapcsolat

De hogyan is befolyásolják pontosan a levegőben megtalálható szennyező anyagok a sportteljesítményt? Ez nemcsak a sportágtól, hanem a szóban forgó konkrét szennyező anyagtól is függ. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) és hasonló ügynökségek világszerte hat fő légszennyező anyag, köztük a talajközeli ózon, a részecskék, a nitrogén-dioxid, a szén-monoxid, a kén-dioxid és az ólom szintjét követik nyomon. Ezenkívül az illékony szerves vegyületek (a levegőben lévő veszélyes toxinok egy csoportja), amelyeket ipari és természetes folyamatok során egyaránt keletkeznek, szintén káros egészségügyi hatásokkal járnak, amelyeket a testmozgás közbeni expozíció felerősíthet.

Talajközeli ózon

A talajközeli (trofoszférikus) ózon (trioxigén, O₃) a nitrogén-oxidok és a szénhidrogéneket tartalmazó illékony szerves vegyületek közötti reakciók terméke. Mindkét szubsztrátot az autók égése, az ipari létesítmények és erőművek kibocsátása, a benzingőzök és a kémiai oldószerek, valamint a természetben található egyes források termelik. Mivel az ózon keletkezése a fénytől függ, az ózonszintek általában a napos, fényes nyári napokon magasabbak. Mivel az ózon eltávolítása a levegőből nagymértékben függ a talajon történő lerakódásától, a szennyezőanyagokat „elmossák” az eső hiánya az ózon felhalmozódását eredményezi. Ez a két környezeti tényező a légáramlási mintákkal együtt jelentős hatással van a trofoszférikus ózon mennyiségére. Míg a sztratoszférikus ózon a Napból érkező káros ultraibolya sugárzás eloszlatásával segít megvédeni minket, a trofoszférikus ózon potenciálisan káros egészségügyi hatásokkal jár. Az ózon állatmodellekben és klinikai vizsgálatokban ismert, hogy asztma súlyosbodását váltja ki, növeli a hisztaminra és metakolinra való reakciókészséget, és súlyosbítja a hörghurutot. Az erős expozíció köhögést, mellkasi fájdalmat, torokirritációt, nehézlégzést, hányingert, fejfájást okoz. Csökkentheti a tüdőfunkciót, tüdőgyulladást okozhat, és irendszeres expozíció esetén a tüdő hegesedéséhez és a tüdőfunkció csökkenéséhez vezethet.

Nyugalomban a 0,4 ppm ózonszint bizonyítottan megváltoztatja a légutak hiperreaktivitását átlagembereknél; mérsékelt testmozgás során azonban a hörgőgörcs (légúti szűkület) kialakulásával járó ózonszint közelebb lehet a 0,1-0,2 ppm-hez. Függetlenül a testmozgástól, a magas ózonszintnek (>1 ppm) való kitettség egyre súlyosabb légúti tünetekkel jár, és az 50 ppm 30 percig tartó expozíció potenciálisan halálosnak tekinthető. Az ózon más belélegzett szennyező anyagok és allergének hatását is fokozhatja. Az ózon kitattség például bizonyítottan fokozza a hörgőszűkületet a kén-dioxidra – a hat gyakran követett légszennyező anyag közül egy másikra – adott válaszreakcióban. Úgy tűnik tehát, hogy a légszennyező anyagok káros hatása szinergista, és mivel a gépjárművek kipufogógázai számos szennyezőanyag gyakori forrása, a környezeti expozíció általában szintén egyidejűleg jelentkezik. Érdekes módon, bár a krónikus légzésromlás fennmaradhat, úgy tűnik, hogy az ózonra adott akut légzőszervi reakciók súlyossága csökken a krónikus ózonexpozíció elmúlását követően.

Részecskeszennyezés

A részecskeszennyezés („szálló por”) szintén fontos tényező a levegőminőségben. A részecskés légszennyező anyagoknak két, az EPA által elismert kategóriája van: (1) a 2,5 μm-nél kisebb vagy azzal egyenlő átmérőjű részecskék (PM2,5), azaz a finom részecskék, és (2) a 2,5-10 μm átmérőjű részecskék (PM10). A 10 μm-es vagy annál nagyobb részecskék jellemzően az orrsövényen rakódnak le; ez a szűrés azonban kikerül az edzés során, amikor a legtöbb sportoló a száján keresztül lélegzik. A 2 és 10 μm közötti részecskék jellemzően a tüdő elágazó légútjaiban rakódnak le, míg a 0,2 és 2 μm közötti részecskék általában az alveolusokban rakódnak le, ahol az intraalveoláris sejtek tisztítják ki őket, vagy a nyirokkeringés által felszívódnak és kiürülnek. A 0,2 μm-nél kisebb részecskékről korábban azt hitték, hogy kilégzés útján kerülnek ki, azonban egyre több bizonyíték utal arra, hogy ezek is lerakódhatnak az alveolusokban és felszívódhatnak a véráramba.

A PM2,5 részecskék különösen fontosak az egészségügyi következmények szempontjából. Bár kémiai összetételük változó, ezek a részecskék szulfátot, nitrátot, szerves szenet, elemi szenet és szerves kéreganyagokat tartalmaznak. Forrásaik közé tartozik az energiatermelés, a személygépkocsik és teherautók kibocsátása, a műtrágyák és az állati takarmány, az erdőtüzek és a kohászati bányászati műveletek. Az expozíciót köhögéssel, légszomjjal, károsodott tüdőfunkcióval, krónikus hörghuruttal és a normális szívritmus-variabilitás csökkenésével hozták összefüggésbe. A legújabb bizonyítékok alátámasztják az expozíció és a szívizom iszkémiája, a szívroham és a korai halálozás közötti összefüggést. Úgy tűnik, hogy ezeket a kockázatokat a testmozgás felerősíti.

Szén-monoxid

A szén-monoxid-szinteket is szorosan figyelemmel kísérik. A szén-monoxid kiszorítja az oxigént a hemoglobinból; így a magas környezeti szintje a belélegzés során károsítja az oxigénszállítást, ami nemcsak a sportteljesítményt korlátozza, hanem más oxigéntől függő testfunkciókat is károsíthat. A szén-monoxid elsődleges forrása a gépjárművek kipufogógáza, és a városokban a szén-monoxid becslések szerint 95%-át a gépjárművek termelik. Egy New York-i futókon végzett vizsgálat szerint a szén-monoxid szintje 1,7%-ról 5,1%-ra emelkedett, miután 2 órát futottak egy forgalmas út mellett. A megemelkedett szint megegyezik egy krónikus cigarettázó tipikus szén-monoxid-szintjével. A szén-monoxid más belélegzett anyagokra, többek között a szálló porra és a kén-dioxidra adott káros légzőszervi és szív- és érrendszeri reakciókat is súlyosbítja.

Kén-dioxid és nitrogén-dioxid

Sok más szennyezőanyaghoz hasonlóan a kén-dioxid és a nitrogén-dioxid is a különféle tüzelőanyagok elégetése során keletkezik. A kén-dioxid az olajfinomítás és -gyártás, valamint a fémérc-kitermelés gyakori mellékterméke. Mindkettő akut hörgőszűkületet okoz, ami testmozgás során felerősödhet. A kén-dioxid és a nitrogén-dioxid is más vegyi anyagokkal a levegő páratartalmával egyesülve savas esőt eredményez.

Illékony szerves vegyületek

A vegyi anyagok egy osztálya, amelyet ebben az összefüggésben tárgyalhatunk, az illékony szerves vegyületek. Ezeket is az autók kipufogógázai tartalmazzák, és szintjük a forgalmas utak közelében megnő. Gyakori példák a benzol, a kloroform, a toluol, az etilbenzol és a xilol. Ezek közül sok ismert rákkeltő anyag. A benzolt például kapcsolatba hozták a leukémiával és a tüdőrákkal. Egy vizsgálatban mindössze 20 percnyi, forgalmas út mellett végzett futás után a toluol, etilbenzol és xilol szintje jelentősen megemelkedett az edzés előtti szintekhez képest; így, más légszennyező anyagokhoz hasonlóan, a szennyezett környezetben végzett testmozgás is növeli a sportoló kitettségét ezeknek a toxinoknak.

A légszennyezés világszerte aggodalomra ad okot. A Kiotói Egyezmény egy 2007 decemberében aláírt nemzetközi megállapodás, amelynek célja a globális felmelegedés kezelése a környezetszennyező anyagok csökkentése. A megállapodás 2012-ben lejárt, és jelenleg is folynak a tárgyalások egy új nemzetközi megállapodásról, amely a helyébe lép. A közelmúltban tett erőfeszítések, amelyek az alternatív energiaforrások, például az elektromos és hibrid autók elterjesztésére irányulnak, és amelyek célja a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentése, valószínűleg szintén a városi környezeti körülmények javulását eredményezik. Ahogy ezek az erőfeszítések előrehaladnak, valószínű, hogy a világ egészségesebb hellyé válik a sportolók és a nem sportolók számára egyaránt.

Forrás: Dawn Ann Ericson írásának szerkesztett, kibővített változata.