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大気汚染関連疾患

執筆者:

Abigail R. Lara

, MD, University of Colorado

最終査読/改訂年月 2018年 3月
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大気汚染に関連する病気は環境性肺疾患とみなされます。(環境性肺疾患の概要も参照のこと。)

先進国における主な大気汚染物質には、以下のものがあります。

  • 二酸化窒素(石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の燃焼による)

  • オゾン(日光が二酸化窒素や炭化水素へ与える影響による)

  • 固体または液体の浮遊粒子

発展途上国では、バイオマス燃料(木材、動物の排泄物、作物)を燃やすことが、屋内の粒子状物質の重要な発生源です。また、タバコの副流煙も、屋内の空気の汚染の重要な発生源です。

喘息または慢性閉塞性肺疾患の患者では、空気が高度に汚染されていると、発作(増悪)が誘発されることがあります。大気汚染に関連する肺疾患があると、心臓と血管の病気にかかるリスクが高まり、肺がんのリスクも高まります。また、交通量が多い地域に暮らしている人は、特にリスクが高くなります。

ほとんどの大気汚染物質が、気道の筋肉を収縮させ、気道狭窄の原因となります(気道過敏性)。

一般の人の中でも、特に小児は、大気汚染物質に長期間さらされると、呼吸器感染症にかかりやすくなり、呼吸器疾患の症状(せきや呼吸困難など)が増え、肺機能が低下します。

オゾンはスモッグの主成分で、肺にとっては強力な刺激物です。オゾン濃度は、夏場に高くなる傾向があり、1日の時間帯では昼前と昼過ぎに比較的高くなります。オゾンに短期間さらされただけでも、呼吸困難、胸痛、気道過敏性などが生じることがあります。オゾンの濃度が高い日に、屋外の活動に参加している小児は、喘息を発症する可能性が高くなります。長期にわたってオゾンにさらされると、わずかながら肺機能が恒久的に低下します。

硫黄分が多い化石燃料を燃焼させると、上気道内に蓄積しやすい酸性の粒子が生成されます。このような粒子は硫黄酸化物と呼ばれ、気道が炎症を起こして収縮する原因となり、呼吸困難などの症状を引き起こし、慢性気管支炎のリスクを高めます。

化石燃料(特にディーゼル燃料)の燃焼によって生じる粒子状の大気汚染物質は、複数の成分の混合物です。このような粒子は、気道に炎症を引き起こしたり、心臓などの他の器官に損傷を与える可能性があります。一部の研究データによると、粒子状の大気汚染物質は、あらゆる原因による死亡率(特に心臓や肺の病気による死亡率)を増加させることが示唆されています。

粒子がどんな物質からつくられているかによって、肺への影響は異なります。同じ物質から成る粒子でも、その大きさや形状によって影響が異なることがあります。ナノテクノロジー産業では、多様な用途に向けて、カーボンなどの様々な物質から極めて小さい粒子がつくり出されています。大きさが100ナノメーターより小さい場合、ナノ粒子と呼ばれます。超微粒子になるとさらに小さくなります。比較のため例として、人の髪の毛の直径は約100,000ナノメーターであり、ナノ粒子1000個分が、1本の髪の毛の太さと同じになります。動物実験や研究室の実験で、高密度のナノ粒子や超微粒子は危険でありうることが証明されています。誤って非常に大量のナノ粒子にさらされた労働者の中には、肺の周りに液体がたまったり、肺の細い気道が傷害されたりした人もいます。しかし、ナノテクノロジー産業の労働者が取り扱っているナノ粒子の量や種類が人体に与える影響について、明確な知識がある医師はいません。ナノ粒子によるリスクを評価し、労働者を確実に保護することを目的とした研究が、現在行われています。

空気中の汚染物質の濃度は、場所や条件によって異なります。例えば、オゾンは温かく湿度の高い日に空気中に残りやすく、特に午後と夕刻の早い時間に濃度が高まります。一酸化炭素の濃度は、通勤による車の数が増えるときに高まる傾向にあります。空気質指数(Air Quality Index)は、特定の時点で空気がどの程度汚染されているかを示すのに用いられます。この空気質指数は、汚染度が高い日に屋外での活動をどうするかを決める指標として用いることができ、心臓または肺の病気がある人には特に有用です。

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空気質指数(Air Quality Index)*

AQI値

健康への影響(空気質の程度)

0~50

良い

51~100

中等度

101~150

感受性の高いグループにとっては健康に良くない

151~200

健康に良くない

201~300

極めて健康に良くない

301~500

危険

*AQIは、大気浄化法に基づき、アメリカ合衆国環境保護庁が規制している5つの汚染物質の濃度を基準に決まります。5つの汚染物質とは、オゾン、粒子状物質、一酸化炭素、二酸化硫黄、二酸化窒素です。

感受性の高いグループには、肺または心臓の病気がある人、小児、高齢者などが含まれます。

AQI = 空気質指数

Adapted from US Environmental Protection Agency: Air quality index: A guide to air quality and your health.Research Triangle Park, NC, 2009.

診断

  • 曝露歴

  • 肺機能検査

医師が診断を下す際は、曝露歴、症状、肺機能検査、職場や家庭で空気中の既知の汚染物質に高濃度でさらされたかどうかを参考にします。喘息や慢性閉塞性肺疾患のある患者には、大気汚染物質への曝露によってこれらの病気の症状が悪化したかどうかも尋ねられます。

検査を行っても、大気汚染関連疾患とその他の肺疾患の識別にはあまり役立たないことが多くあります。同じ職場で、同様の曝露を被る労働者の多くが、同じ肺疾患を発症すれば、診断が明らかになることがあり、突然大量の曝露が起こったときなどは特に参考になります。

予防

大気汚染物質にさらされる可能性がある労働者は、空気によって運ばれるガス、粉塵、煙霧への曝露を制限する主要官庁発行の推奨策を遵守すべきです。小児や高齢者のほか、喘息、慢性閉塞性肺疾患、その他の肺疾患がある患者は、汚染物質の濃度が高いときに屋外で運動をするのを避けるべきです。

治療

  • 症状を改善する治療(対症療法)

治療は症状の緩和に向けて行われます。例えば、喘息を治療する薬剤(気管支を広げるために用いられる気管支拡張薬など)は、一部の症状を緩和します。症状がひどければ、酸素投与または人工呼吸器が必要になることがあります。

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