Trẻ nhỏ hít phải bụi mịn thường xuyên ảnh hưởng thế nào đến dung tích phổi?

Bầu không khí đặc quánh khói bụi vào mỗi giờ tan tầm hay những đợt sương mù quang hóa kéo dài đã trở thành nỗi lo thường trực của nhiều bậc cha mẹ tại các đô thị lớn. Không ít phụ huynh băn khoăn liệu những đợt ho dai dẳng, tiếng thở khò khè khi trời trở lạnh có đơn thuần là cảm vặt, hay đường thở của con đang âm thầm chịu tổn thương lâu dài. Mối bận tâm lớn nhất là liệu việc hít thở khói bụi ngày này qua ngày khác có khiến dung tích phổi của trẻ bị hạn chế vĩnh viễn khi trưởng thành hay không.

Câu trả lời từ các bằng chứng khoa học là có: việc tiếp xúc kéo dài với bụi mịn làm suy giảm tốc độ phát triển dung tích phổi và lượng khí thở ra của trẻ ^[1], ^[2]. Tình trạng kìm hãm phát triển đường thở này có nguy cơ kéo dài đến tuổi trưởng thành, đặt nền móng cho các bệnh lý hô hấp mạn tính nguy hiểm ^[3].

Vì sao phổi trẻ nhỏ đặc biệt dễ bị tổn thương?

Hệ hô hấp của trẻ em không phải là phiên bản thu nhỏ đơn giản của người lớn mà là một cơ quan đang trong quá trình hoàn thiện. Trẻ nhỏ có tỷ lệ thể tích phổi trên thể tích cơ thể lớn hơn, biểu mô đường thở dễ thấm các chất ô nhiễm hơn và hệ thống phòng ngự của phổi chống lại ô nhiễm bụi cùng các khí độc chưa tiến hóa hoàn chỉnh ^[1].

Khi hít thở cùng một nồng độ chất ô nhiễm trong không khí, liều lượng bụi mịn tiếp cận và lắng đọng sâu tại nhu mô phổi của trẻ có thể cao gấp 2 đến 4 lần so với người trưởng thành ^[1]. Điều này lý giải vì sao trong cùng một môi trường sống, trẻ em luôn là đối tượng phát bệnh sớm và chịu hậu quả nặng nề hơn.

Bụi mịn tác động đến cấu trúc đường thở như thế nào?

Bụi ô nhiễm nói chung và bụi mịn có đường kính dưới 10 micromet (PM10) cấu thành từ các tập hợp cầu carbon siêu nhỏ dưới 10 nanomet, phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch, khói thuốc lá môi trường và đốt sinh khối ^[3]. Khi đi sâu vào phế nang, các hạt bụi kích thích các tế bào biểu mô đường thở kích hoạt các phản ứng viêm và tái cấu trúc bất lợi ^[4].

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy, khi biểu mô đường thở tiếp xúc với bụi mịn đô thị trong 96 giờ, các tế bào này tăng cường sản sinh yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) ở các mốc 48 giờ và 96 giờ, đồng thời gia tăng biểu hiện gen tạo chất nhầy MUC5AC và chất trung gian gây viêm Interleukin-8 (IL-8) ^[4]. Quá trình giải phóng các cytokine này thúc đẩy tái cấu trúc đường dẫn khí, cản trở sự giãn nở bình thường của phế nang và làm chậm sự phát triển dung tích phổi của trẻ nhỏ ^[4].

Sự suy giảm phát triển chức năng phổi trong thời thơ ấu do hít phải bụi carbonaceous PM10 lâu ngày có sự tương đồng đáng kể về cơ chế tế bào và phân tử với tổn thương đường thở ở người hút thuốc lá ^[3]. Mối liên hệ trực tiếp giữa việc trẻ tiếp xúc với bụi mịn và nguy cơ mắc bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) ở tuổi trưởng thành đã được ghi nhận qua các dữ liệu theo dõi lâu dài ^[3].

Bằng chứng từ các nghiên cứu thực địa theo dõi dài hạn

Tác động kìm hãm chức năng phổi của bụi mịn đã được ghi nhận qua nhiều công trình nghiên cứu đoàn hệ quy mô lớn trên thế giới:

Một nghiên cứu công bố năm 2014 theo dõi 3.273 trẻ em từ 6 đến 12 tuổi tại 8 trường học thuộc 4 thành phố của Trung Quốc trong giai đoạn 1993-1996 ^[1]. Nồng độ bụi trung bình năm tại các thành phố này rất cao, dao động từ 57 đến 158 microgam/m3 đối với PM2.5 và từ 95 đến 268 microgam/m3 đối với PM10 ^[1]. Kết quả đo phế dung kế định kỳ cho thấy, cứ mỗi 10 microgam/m3 PM2.5 tăng thêm trong không khí làm giảm 2,7 ml thể tích thở ra gắng sức trong 1 giây (FEV1) và giảm 3,5 ml dung tích sống gắng sức (FVC) ^[1]. Đồng thời, tốc độ tăng trưởng hàng năm của FEV1 giảm 1,4 ml/năm và FVC giảm 1,5 ml/năm, với kết quả tương tự được ghi nhận đối với PM10 ^[1].

Tại châu Âu, một nghiên cứu công bố năm 2002 theo dõi 975 học sinh tại 8 cộng đồng ở Hạ Áo trong 3 năm (1994-1997) ^[2]. Kết quả kiểm tra chức năng hô hấp định kỳ 2 lần mỗi năm cho thấy, khi nồng độ PM10 mùa hè tăng thêm 10 microgam/m3, tốc độ tăng trưởng FEV1 hàng năm của trẻ bị giảm tới 84 ml/năm và tốc độ dòng thở ra ở đoạn giữa 25-75% của dung tích sống (MEF25-75) giảm 329 ml/giây/năm sau khi đã hiệu chỉnh các yếu tố gây nhiễu ^[2]. Ô nhiễm bụi PM10 kéo dài thể hiện tác động tiêu cực rõ rệt lên sự phát triển của cả đường thở lớn và đường thở nhỏ ^[2].

Đáng chú ý, ảnh hưởng bất lợi này có thể bắt đầu ngay từ giai đoạn trước sinh. Nghiên cứu đoàn hệ khai sinh tại Krakow theo dõi 294 trẻ không mắc hen từ 4 đến 9 tuổi cho thấy việc mẹ tiếp xúc với nồng độ PM2.5 và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) cao trong 48 giờ ở quý 2 của thai kỳ có liên quan đáng kể đến việc suy giảm các chỉ số FVC và FEV1 của trẻ trong suốt giai đoạn từ 4 đến 9 tuổi ^[5]. Trong nhóm nghiên cứu này, đường cong phát triển chức năng phổi cũng có sự khác biệt theo giới tính: bé gái có tốc độ tăng trưởng dung tích phổi hàng năm thấp hơn bé trai khoảng 20,5 ml/năm đối với FVC và 19,9 ml/năm đối với FEV1 ^[5].

Giới hạn của bằng chứng và vai trò của ngưỡng ô nhiễm

Mặc dù tác động tiêu cực của bụi mịn lên dung tích phổi đã được ghi nhận ở nhiều nơi có mức độ ô nhiễm cao, mức độ ảnh hưởng lại phụ thuộc rất lớn vào nồng độ tiếp xúc thực tế. Một nghiên cứu công bố năm 2022 thực hiện trên 1.466 học sinh từ 8 đến 12 tuổi tại 16 trường học thuộc 10 thành phố ở Nhật Bản với 6.233 lần đo chức năng hô hấp cho thấy kết quả khác biệt ^[6]. Tại đây, nồng độ PM2.5 trung bình năm chỉ ở mức thấp, dao động từ 10,4 đến 19,0 microgam/m3 (trung bình toàn bộ là 13,5 microgam/m3) ^[6].

Ở mức phơi nhiễm thấp này, các nhà nghiên cứu không tìm thấy mối liên hệ có ý nghĩa thống kê giữa sự gia tăng PM2.5 và sự suy giảm các chỉ số phát triển chức năng phổi của trẻ em ở cả hai giới ^[6]. Điều này chỉ ra rằng tác hại kìm hãm phát triển dung tích phổi thường bộc lộ rõ rệt nhất khi nồng độ bụi vượt quá ngưỡng an toàn hoặc tích tụ ở mức cao kéo dài như tại các quốc gia đang phát triển ^[1], ^[6].

Mặt khác, tổn thương chức năng phổi trong giai đoạn trưởng thành hoàn toàn có cơ hội phục hồi nếu môi trường sống được cải thiện kịp thời. Một nghiên cứu công bố năm 2001 theo dõi 110 trẻ em chuyển nơi cư trú từ 10 tuổi đến 15 tuổi cho thấy sự thay đổi chất lượng không khí làm thay đổi trực tiếp tốc độ tăng trưởng dung tích phổi hàng năm ^[7]. Những trẻ chuyển đến các khu vực có mức PM10 thấp hơn đã cho thấy sự gia tăng trở lại về tốc độ phát triển chức năng phổi, trong khi trẻ chuyển đến nơi có PM10 cao hơn lại bị giảm tốc độ phát triển ^[7]. Hiệu ứng cải thiện này thể hiện rõ ràng nhất ở những trẻ đã chuyển nơi sống từ 3 năm trở lên so với nhóm mới chuyển từ 1 đến 2 năm ^[7].

Hiểu lầm thường gặp về tác động của bụi mịn

Nhiều người lầm tưởng rằng bụi mịn chỉ gây ra các đợt kích ứng tạm thời như ho, cay mắt hoặc sổ mũi, và khi hết đợt không khí xấu thì đường thở sẽ tự trở lại bình thường. Thực tế, ô nhiễm bụi mịn kích hoạt quá trình tái cấu trúc mô và cản trở sự nhân lên bình thường của phế nang ^[4]. Nếu trẻ hít thở khói bụi liên tục suốt thời kỳ thơ ấu, dung tích phổi đỉnh điểm đạt được ở tuổi trưởng thành sẽ thấp hơn tiềm năng di truyền vốn có ^[1], ^[3].

Một hiểu lầm khác là khói từ việc đun nấu củi gỗ trong nhà vô hại hơn khói xe công nghiệp. Một nghiên cứu thực hiện trên 326 học sinh tiểu học tại Seattle trong các mùa sưởi ấm mùa đông 1988-1990 chỉ ra rằng bụi mịn từ việc đốt củi sưởi trong khu dân cư có liên quan chặt chẽ đến sự suy giảm cấp tính chức năng phổi ^[8]. Cụ thể, khi nồng độ PM2.5 tăng thêm 20 microgam/m3 (tương ứng với mức tăng độ tán xạ ánh sáng 10^-4 m^-1), chỉ số FEV1 và FVC ở trẻ em mắc bệnh hen suyễn bị sụt giảm trung bình lần lượt là 34 ml và 37 ml ^[8].

Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Tất cả trẻ nhỏ đều nhạy cảm với không khí ô nhiễm do hàng rào biểu mô còn non nớt ^[1]. Tuy nhiên, những nhóm trẻ sau đây đối mặt với rủi ro cao nhất và cần được bảo vệ nghiêm ngặt:

Thứ nhất là trẻ mắc các bệnh hô hấp mạn tính như hen suyễn. Phản ứng sụt giảm dung tích phổi cấp tính trước bụi mịn từ khói đốt diễn ra rất rõ ràng ở nhóm trẻ này ^[8]. Hơn nữa, tế bào biểu mô đường thở của trẻ hen suyễn vốn đã có nồng độ chất tiền tái cấu trúc VEGF nền cao hơn đáng kể so với trẻ khỏe mạnh ^[4].

Thứ hai là thai nhi và trẻ sơ sinh. Tiếp xúc thụ động với bụi mịn PM2.5 và các hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng ngay từ trong bụng mẹ có thể để lại khiếm khuyết dung tích phổi kéo dài đến tận 9 tuổi ^[5].

Thứ ba là trẻ em sống lâu năm tại các vùng đô thị có mật độ giao thông đông đúc hoặc nơi sử dụng nhiều nhiên liệu hóa thạch, đốt sinh khối ^[1], ^[3].

Giải pháp thực tế giúp bảo vệ đường thở của trẻ

Mặc dù không thể thay đổi hoàn toàn bầu không khí chung, cha mẹ có thể áp dụng các biện pháp chủ động nhằm hạn chế tối đa lượng bụi mịn trẻ hít vào hàng ngày:

• Theo dõi chỉ số chất lượng không khí (AQI): Thường xuyên kiểm tra nồng độ bụi mịn trước khi cho con ra ngoài. Vào những ngày chất lượng không khí ở mức cảnh báo xấu hoặc nồng độ bụi tăng cao đột biến, cần hạn chế tối đa các hoạt động thể thao gắng sức ngoài trời của trẻ ^[1], ^[7].
• Sử dụng khẩu trang lọc bụi mịn phù hợp: Khi phải di chuyển ngoài đường đông đúc, hãy tập cho trẻ thói quen đeo khẩu trang có màng lọc đạt chuẩn ngăn được hạt bụi siêu nhỏ, đồng thời đảm bảo khẩu trang ôm khít khuôn mặt để tránh không khí rò rỉ qua các mép.
• Kiểm soát chất lượng không khí trong nhà: Tránh tuyệt đối việc hút thuốc lá trong nhà hoặc để khói củi, than tổ ong, khói đốt rác và sinh khối xâm nhập vào không gian sống của gia đình ^[3], ^[8]. Sử dụng máy lọc không khí có màng lọc HEPA trong phòng ngủ của trẻ nhằm tạo ra không gian thở an toàn ít nhất 8 tiếng mỗi đêm.
• Tạo môi trường thông thoáng và sạch sẽ: Thường xuyên lau dọn nhà cửa bằng khăn ẩm để hạn chế bụi bám tái phát tán vào không khí; trồng thêm cây xanh quanh khu vực sống để hỗ trợ cản bụi cơ học.

Các biện pháp bảo vệ môi trường hít thở trong giai đoạn phát triển đầu đời có ý nghĩa quyết định đối với sức khỏe hô hấp của trẻ. Khi nhận thấy con có các triệu chứng ho dai dẳng, khó thở hoặc khò khè kéo dài, cha mẹ nên đưa trẻ đến cơ sở y tế chuyên khoa để đo phế dung và nhận tư vấn điều trị từ bác sĩ, tuyệt đối không tự ý dùng các loại thuốc giãn phế quản hay chống viêm mà không có chỉ định.