Ученые обнаружили неожиданные изменения в крови человека на фоне роста уровня CO2

Повышение уровня углекислого газа в атмосфере, возможно, уже оказывает влияние на человеческую биологию. Новое исследование выявило долгосрочные изменения в биохимии крови, которые, по-видимому, совпадают с ростом атмосферного CO2. Это вызывает опасения, что важные показатели крови могут приблизиться к верхней границе своего нормального диапазона в течение ближайших десятилетий.

Результаты могут быть особенно значимыми для детей и подростков. Поскольку их организм еще развивается, именно молодые поколения, как ожидается, будут подвергаться наибольшему воздействию повышенного атмосферного CO2 на протяжении всей жизни.

Данные крови за десятилетия указывают на сдвиг

В исследовании, опубликованном в журнале Air Quality, Atmosphere and Health, ученые из Института исследований детей Австралии, Университета Кертин и Австралийского национального университета (ANU) проанализировали более 20 лет медицинских данных населения США. Они обнаружили устойчивые изменения в нескольких показателях биохимии крови, которые тесно следовали восходящей тенденции уровня атмосферного CO2.

Исследователи использовали информацию из Национального обследования состояния здоровья и питания США (NHANES), анализируя результаты анализов крови примерно 7000 человек с двухлетним интервалом в период с 1999 по 2020 год.

С 1999 года средний уровень бикарбоната в сыворотке крови увеличился примерно на 7%. Бикарбонат — это маркер крови, тесно связанный с углекислым газом в организме. За тот же период средние уровни кальция и фосфора снизились.

Эти биологические тенденции проявились на фоне роста атмосферного CO2 с примерно 369 частей на миллион (ppm) в 2000 году до более чем 420 ppm сегодня.

Автор исследования, доцент Александр Ларкомб, заявил, что результаты свидетельствуют о том, что организм, возможно, уже адаптируется к изменениям состава атмосферы.

«Мы наблюдаем постепенный сдвиг в биохимии крови, который отражает рост атмосферного углекислого газа, являющегося движущей силой изменения климата», — сказал доцент Ларкомб.

Как организм реагирует на увеличение CO2

Бикарбонат необходим для регулирования кислотно-щелочного баланса организма. По мере увеличения CO2 организм может удерживать дополнительный бикарбонат, чтобы помочь поддерживать стабильный pH крови. Хотя эта реакция помогает сохранить баланс, длительное поддержание этого состояния может иметь физиологические последствия.

«Если текущие тенденции сохранятся, моделирование показывает, что средние уровни бикарбоната могут приблизиться к верхней границе современного принятого нормального диапазона в течение 50 лет», — сказал доцент Ларкомб.

«Уровни кальция и фосфора также могут достичь нижнего предела своих нормальных диапазонов позднее в этом веке».

Люди эволюционировали, когда концентрация CO2 в атмосфере составляла примерно 280-300 ppm. За последнее десятилетие атмосферные уровни росли в среднем примерно на 2,6 ppm в год, при этом только в 2024 году наблюдался рост на 3,5 ppm.

Соавтор исследования, доктор Фил Бирвирт, ученый-геолог в отставке, связанный с факультетом эмеритов ANU, подчеркнул, что исследование не устанавливает прямую причинно-следственную связь. Однако он отметил, что последовательность изменений в большой популяции заслуживает внимания.

«Я на самом деле думаю, что то, что мы видим, происходит потому, что наши тела не адаптируются», — сказал доктор Бирвирт.

«Похоже, мы адаптировались к уровню CO2 в воздухе, который, возможно, теперь был превзойден».

«Нормальный диапазон поддерживает хрупкий баланс между количеством CO2 в воздухе, pH нашей крови, частотой дыхания и уровнями бикарбоната в крови».

«Поскольку CO2 в воздухе теперь выше, чем когда-либо испытывали люди, он, кажется, накапливается в наших телах. Возможно, мы никогда не сможем адаптироваться таким образом, чтобы ограничение атмосферных уровней CO2 было жизненно важным».

Потенциальное новое измерение климатического риска

Исследователи утверждают, что результаты предполагают, что рост атмосферного CO2 может представлять собой форму климатического риска, отличную от более привычных угроз, таких как тепловые волны, экстремальные погодные явления и повышение уровня моря.

По мнению доцента Ларкомба, увеличение CO2, возможно, следует рассматривать не только как экологическую проблему, но и как долгосрочный фактор общественного здравоохранения, который следует контролировать.

«Мы не говорим, что люди внезапно заболеют, когда мы пересечем определенный порог», — сказал он.

«Но это указывает на то, что на популяционном уровне могут происходить постепенные физиологические изменения, и это то, что нам следует отслеживать в рамках будущей политики по изменению климата».

Исследователи рекомендуют отслеживать состав атмосферы вместе с биологическими маркерами в популяциях. Совместное отслеживание этих показателей с уже установленными климатическими индикаторами может помочь ученым определить, как медленные изменения окружающей среды влияют на биологию человека в течение десятилетий.

Сокращение выбросов CO2 может иметь последствия для здоровья

Сокращение выбросов CO2 остается крайне важным для ограничения глобального потепления. Результаты также поднимают возможность того, что снижение выбросов может иметь дополнительную роль в защите долгосрочного здоровья человека.

Исследователи утверждают, что потенциальные физиологические эффекты от роста CO2 поэтому следует учитывать в будущих дискуссиях о климатической политике, наряду с его установленными экологическими последствиями.

Доцент Ларкомб является сотрудником Исследовательского центра респираторных заболеваний Wal-yan, партнерства между Институтом исследований детей Австралии, Детской больницей Перта и Фондом Детской больницы Перта.