Briza mării, mai mult decât relaxare? Ce au găsit cercetătorii în aerosolii marini

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne în Discover

Aerul de mare ar putea însemna mult mai mult decât miros de sare și senzația de prospețime pe care o simțim pe plajă. De fiecare dată când un val se sparge, în atmosferă sunt eliberați aerosoli microscopici care conțin săruri, bacterii marine, fragmente de microorganisme și numeroși compuși organici.

Experimente realizate în laborator au arătat că bacteriile și endotoxinele transportate de acești aerosoli pot activa și regla subtil anumite mecanisme ale imunității înnăscute în celulele umane, oferind o posibilă explicație biologică pentru asocierea observată între traiul în apropierea mării și o stare de sănătate mai bună.

Cercetătorii avertizează însă că suntem încă departe de concluzia că „aerul de mare este medicament”: studiile au fost efectuate pe celule cultivate în laborator și nu au demonstrat că expunerea obișnuită la aerosoli marini previne bolile, întărește imunitatea sau îmbunătățește sănătatea oamenilor care locuiesc pe litoral.

Ce ajunge în aer de fiecare dată când se sparge un val

Un val care se sparge face mult mai mult decât să pună apa în mișcare. El captează aer, îl fragmentează în bule, iar o parte din conținutul acestora ajunge apoi în atmosferă. Ceața vizibilă deasupra unei mări agitate reprezintă numai partea cea mai evidentă a acestui schimb, deoarece picături mult mai mici pot rămâne suspendate în aer, se pot micșora pe măsură ce apa se evaporă și pot fi transportate de vânt spre uscat.

Acești aerosoli marini nu sunt simple particule sterile de sare. În funcție de regiune și de anotimp, ei pot transporta molecule organice, fragmente de alge, virusuri, bacterii și componente ale pereților celulari bacterieni. Astfel, oamenii aflați în apropierea litoralului nu simt pur și simplu mirosul oceanului, ci inhalează în cantități foarte mici un amestec variabil provenit din biologia de la suprafața apei.

Această observație a încurajat apariția unei ipoteze interesante pentru explicarea asocierii raportate frecvent între viața în apropierea coastelor și o stare de sănătate mai bună. Este posibil ca marea să ne influențeze nu numai prin activitatea fizică, peisaj, temperaturile mai plăcute sau efectele psihologice ale relaxării, ci și prin contactul direct cu anumite substanțe marine transportate prin aer.

Aerul de mare poate influența celulele umane în laborator

Experimentele de laborator arată acum că această ipoteză este plauzibilă din punct de vedere biologic. Aerosolii marini colectați în apropierea Mării Nordului au activat anumiți senzori utilizați de sistemul imunitar înnăscut al omului, iar un experiment ulterior a constatat că aerosolii colectați în diferite perioade ale anului au modificat activitatea unor gene din celulele bronșice umane.

Există însă o diferență uriașă între o explicație biologic plauzibilă și un beneficiu pentru sănătate demonstrat la oameni. Niciunul dintre experimente nu a arătat că respiratul aerului de pe plajă previne bolile, îmbunătățește imunitatea sau explică de ce anumite populații care trăiesc pe litoral raportează o stare de sănătate mai bună.

Cum reușește oceanul să-și trimită microorganismele în atmosferă

Atunci când valurile se sparg, aerul este împins sub suprafața apei și formează bule, care se ridică și adună diferite substanțe în drumul lor. Când ajunge la suprafață, pelicula subțire a unei bule se poate sparge și poate produce picături microscopice, în timp ce cavitatea formată prin prăbușirea bulei poate proiecta în sus un jet îngust de apă și poate genera picături ceva mai mari.

O parte dintre acestea cad aproape imediat înapoi în mare, însă altele sunt suficient de mici pentru a rămâne în atmosferă. Pe măsură ce apa din ele se evaporă, particulele rămase devin pachete tot mai concentrate de sare marină și de material biologic sau organic preluat din apă.

Pentru a studia fenomenul în condiții controlate, cercetătorii folosesc dispozitive precum Marine Aerosol Reference Tank, cunoscut sub abrevierea MART. Apa circulă prin aparat, un jet produce bule, iar acestea se sparg în condiții controlate, permițând obținerea unor probe repetabile și reducând contaminarea provenită din sol, trafic și alte surse terestre.

Cercetările anterioare au arătat că dimensiunea particulelor și compoziția lor chimică depind atât de fizica bulelor, cât și de caracteristicile biologice ale apei din care provin. Din acest motiv, expresia „aerosoli marini” descrie o categorie foarte variată de particule, nu o substanță uniformă.

Picăturile de apă de mare transportă mult mai mult decât sare

Suprafața oceanului reprezintă o zonă extrem de activă din punct de vedere chimic. Uleiuri, proteine, carbohidrați și materiale provenite de la microorganisme se acumulează în apropierea acesteia, iar bulele care se ridică prin apă pot colecta o parte dintre aceste substanțe.

Din această cauză, aerosolul care părăsește suprafața mării nu are neapărat aceeași compoziție cu apa pe care am lua-o pur și simplu cu un pahar din ocean.

Bacteriile pot ajunge intacte în atmosferă, însă celulele sistemului imunitar nici măcar nu trebuie să întâlnească o bacterie vie pentru a reacționa. Bacteriile Gram-negative conțin în membrana lor externă lipopolizaharide, iar o parte a acestor molecule este cunoscută în mod obișnuit sub denumirea de endotoxină. Receptorii sistemului imunitar o pot recunoaște chiar și atunci când bacteria originală nu mai este viabilă.

Activarea sistemului imunitar nu înseamnă automat o imunitate mai bună

Faptul că aceste substanțe provoacă un răspuns imunitar nu înseamnă automat că efectul este benefic sau nociv. Sistemul imunitar înnăscut reprezintă mecanismul rapid și general de supraveghere al organismului, capabil să recunoască anumite tipare moleculare și să organizeze o reacție înainte ca sistemul imunitar adaptativ, mult mai specific, să fie mobilizat complet.

Un semnal slab poate fi gestionat fără consecințe importante sau ar putea contribui la reglarea unor reacții ulterioare, în timp ce un stimul puternic ori prelungit poate favoriza inflamația. Rezultatul depinde de doză, de contextul chimic, de calea prin care are loc expunerea și de starea țesutului care intră în contact cu particulele.

Prin urmare, „activarea imunitară” reprezintă o măsurătoare biologică și nu trebuie confundată cu „îmbunătățirea imunității”.

Ce au găsit cercetătorii în aerul de pe litoralul Belgiei

Pentru un studiu publicat în 2024 în Science of the Total Environment, cercetătorii au colectat aerosoli la Ostend, în Belgia, în timpul a opt zile de prelevare desfășurate între 20 martie și 13 aprilie 2023. Într-o zi din fiecare săptămână au colectat aerosolii direct din mediul natural, iar într-o altă zi au utilizat apă de mare într-un sistem MART pentru a genera particulele în condiții mai controlate.

Cercetătorii au analizat 18 probe colectate din mediul natural și alte 18 produse în rezervor, măsurând concentrația de sodiu, numărul total de bacterii și cantitatea de endotoxină.

Aerul colectat în mediul natural conținea între 3.000 și 600.000 de celule bacteriene pe metru cub, cu o medie de aproximativ 200.000. Cantitatea de endotoxină măsurată varia între 7 și 1.217 unități de endotoxină pe metru cub.

Aerosolii generați în laborator conțineau, în general, mai mult material bacterian. Acest lucru a fost util pentru obținerea unei game largi de concentrații, dar reprezintă și unul dintre motivele pentru care expunerea experimentală nu trebuie considerată o copie fidelă a unei plimbări obișnuite pe malul mării.

Celulele umane au reacționat după aproximativ 24 de ore

Echipa a expus timp de aproximativ 24 de ore mai multe linii celulare umane modificate special pentru a semnala anumite răspunsuri moleculare la extractele provenite din aerosoli.

Două dintre aceste linii au fost concepute pentru a indica activarea receptorului Toll-like 4, TLR4, și a perechii de receptori TLR2/6. O a treia linie, derivată din monocite umane, a fost folosită pentru a măsura activitatea NF-κB și a factorilor de reglare a interferonului, cunoscuți drept IRF.

Aproape toate probele testate, atât cele naturale, cât și cele generate în rezervor, au produs o activare mai mare decât cea observată în probele de control negative.

În ansamblul probelor, activitatea celor patru indicatori biologici a crescut în funcție de numărul bacteriilor, concentrația endotoxinelor sau de ambele. Corelațiile raportate de cercetători au fost puternice din punct de vedere statistic.

Patru semnale biologice nu înseamnă însă un beneficiu pentru sănătate

TLR4 este cunoscut pentru capacitatea sa de a recunoaște lipopolizaharidele bacteriene. În analiza statistică a studiului, atât numărul total al bacteriilor, cât și concentrația endotoxinelor au prezis independent activarea TLR4, ceea ce corespunde modului în care acest receptor este cunoscut că funcționează.

TLR2/6 recunoaște o gamă mai largă de componente microbiene, iar activarea sa a fost asociată cu numărul total al bacteriilor, dar nu independent cu concentrația endotoxinelor măsurate. O situație similară a fost observată pentru activitatea NF-κB și IRF, sugerând că amestecul mai larg de componente bacteriene ar putea conta mai mult pentru aceste răspunsuri decât endotoxina singură.

NF-κB și IRF sunt factori de transcripție care contribuie la stabilirea genelor pe care celula le activează sau le reduce după detectarea unei posibile amenințări. Activitatea lor poate influența inflamația, răspunsurile antivirale și comunicarea dintre diferitele componente ale sistemului imunitar.

Experimentul a fost însă realizat pe celule specializate cultivate în laborator. Căile respiratorii ale unui om conțin mucus, microorganisme rezidente și numeroase tipuri de celule care interacționează între ele, în timp ce întregul sistem imunitar include macrofage, celule dendritice, limfocite și organe pe care nicio cultură celulară nu le poate reproduce complet.

Studiul a demonstrat, așadar, că anumite componente ale aerosolilor marini pot interacționa cu mecanisme moleculare ale celulelor umane, dar nu a stabilit dacă expunerea din viața reală provoacă un răspuns suficient de important pentru a influența sănătatea.

Un alt studiu a analizat direct celulele bronșice umane

Un studiu publicat în 2025 a făcut un pas mai aproape de țesuturile care sunt expuse atunci când respirăm. Cercetătorii au amplasat filtre la mai puțin de 15 metri de linia apei, tot la Ostend, și au colectat aerosoli marini naturali în fiecare lună, timp de un an.

Ulterior, au expus celule epiteliale bronșice umane la materialul extras din probe și au utilizat secvențierea ARN pentru a analiza schimbările produse în activitatea genelor.

Potrivit studiului publicat în Environment International, probele de aerosoli au redus activitatea căilor mTOR, PI3K, Akt și NF-κB și au crescut activitatea AMPK. Aceste rețele moleculare participă la coordonarea utilizării energiei de către celule, creșterii celulare, stresului și inflamației.

Numărul și direcția modificărilor expresiei genelor au variat în funcție de luna în care fuseseră colectate probele, iar diferențele au fost corelate cu densitatea fitoplanctonului și cu diversitatea chimică a aerosolilor. Rezultatele susțin astfel ideea că viața marină influențează compoziția particulelor pe care valurile le trimit în atmosferă.

Unele modificări ar putea fi protectoare, dar este prea devreme pentru concluzii

Autorii au interpretat o parte dintre modificările observate ca fiind potențial protectoare, deoarece reducerea semnalizării NF-κB și a celei asociate mTOR poate fi compatibilă, în anumite circumstanțe, cu diminuarea activității inflamatorii și a proceselor care stimulează creșterea celulară. În același timp, AMPK are un rol important în reglarea energiei celulare.

Totuși, simpla modificare a unei căi moleculare nu reprezintă un diagnostic și nici dovada unui beneficiu pentru sănătate. Aceeași cale biologică poate avea consecințe diferite în funcție de tipul celulei, doza substanței și circumstanțele în care are loc expunerea.

Rezultatele nu contrazic nici experimentul din 2024, deoarece cele două cercetări au utilizat probe, tipuri de celule, doze și metode diferite. Un receptor poate detecta inițial un semnal microbian, după care celula își poate modifica expresia genelor în mai multe direcții.

Biologia nu funcționează ca un simplu întrerupător pornit sau oprit, ci printr-o succesiune complexă de mecanisme de reglare.

De ce oamenii care trăiesc lângă apă par uneori mai sănătoși

Studiile asupra așa-numitelor „spații albastre” au identificat în repetate rânduri asocieri cu starea de bine, activitatea fizică sau sănătatea raportată de participanți. Problema este că o zonă de coastă oferă numeroase tipuri de expunere simultan, ceea ce face dificilă identificarea unui singur factor responsabil.

Oamenii pot merge mai mult pe jos atunci când locuiesc lângă apă, se pot întâlni mai des cu prietenii, pot scăpa temporar de zgomotul traficului, pot beneficia de lumina solară sau pot locui în cartiere cu niveluri diferite de venituri, poluare și calitate a locuințelor. În același timp, imaginea și sunetul apei pot produce efecte psihologice relaxante.

Orice eventual efect biologic al aerosolilor marini s-ar suprapune peste toate aceste influențe, ceea ce face cercetarea observațională dificil de interpretat.

Dacă oamenii care locuiesc pe litoral raportează o sănătate mai bună, cercetătorii nu pot presupune automat că aerosolii marini sunt cauza. Oamenii își aleg locul în care trăiesc, accesul la zone de coastă curate nu este egal pentru toată lumea, iar starea de sănătate poate influența la rândul ei frecvența cu care cineva merge la mare.

Aerul de mare nu este întotdeauna atât de „curat” pe cât credem

Compoziția aerosolilor marini se modifică în funcție de curenți, vreme, înfloririle algale, apele uzate și contaminarea industrială. O porțiune curată a Mării Nordului în timpul primăverii nu poate fi comparată cu un estuar poluat, o plajă afectată de fenomenul de „maree roșie” sau o zonă aflată lângă evacuarea apelor reziduale.

Endotoxinele pot deveni ele însele stimuli inflamatori puternici atunci când expunerea este suficient de mare. Aerosolii marini pot transporta, de asemenea, toxine produse de alge și materiale provenite din ape costiere contaminate.

Faptul că o anumită concentrație poate declanșa un răspuns biologic potențial util nu transformă toți aerosolii marini într-o formă de terapie.

Contează inclusiv cât de mici sunt particulele pe care le respirăm

Dimensiunea particulelor este un alt factor important. Picăturile mai mari tind să se depună în nas și în căile respiratorii superioare, în timp ce particulele mai mici pot pătrunde mai adânc în sistemul respirator și pot fi transportate de vânt la distanțe considerabile de zona în care se sparg valurile.

Expunerea relevantă din punct de vedere biologic nu poate fi stabilită, așadar, doar măsurând distanța unei persoane față de apă.

Toate aceste elemente sunt motive pentru care oamenii nu ar trebui să considere aerul marin un tratament medical pe baza cercetărilor actuale. Studiile nu au fost efectuate pe pacienți, nu au comparat ratele de îmbolnăvire și nu au demonstrat că o expunere mai mare produce efecte mai bune.

De asemenea, rezultatele nu reprezintă un motiv pentru ignorarea avertismentelor locale referitoare la calitatea proastă a aerului, înfloririle algale toxice sau contaminarea apei.

Experimentul decisiv încă nu a fost făcut

Următorul pas pentru oamenii de știință este să lege toate componentele acestui mecanism. Cercetătorii trebuie să afle câte asemenea particule inhalează în realitate oamenii care locuiesc pe litoral în diferite anotimpuri, care dintre componentele microbiene și organice ajung în diferitele regiuni ale căilor respiratorii și ce răspunsuri moleculare produc la dozele întâlnite în viața de zi cu zi.

Mai important, trebuie stabilit dacă aceste modificări biologice sunt asociate cu rezultate măsurabile asupra sănătății.

Culturile mai sofisticate de țesut respirator ar putea include mucus, mai multe tipuri de celule și structuri tridimensionale, iar studiile controlate pe voluntari ar putea urmări biomarkeri pe termen scurt. Cercetările desfășurate pe perioade lungi ar putea combina senzori personali pentru măsurarea aerosolilor, timpul petrecut în apropierea valurilor, calitatea apei și rezultatele clinice, în loc să se bazeze numai pe adresa de domiciliu sau pe modul în care participanții își evaluează propria sănătate.

Un studiu făcut în Belgia nu poate explica toate mările lumii

Geografia va fi esențială pentru cercetările viitoare. Experimentele de la Ostend sunt importante tocmai pentru că probele au fost atent analizate, însă o singură coastă din Belgia nu poate reprezenta toate regiunile de litoral ale planetei.

Apele tropicale calde, mările polare, golfurile închise și plajele urbane găzduiesc comunități microbiene diferite și au compoziții chimice distincte, ceea ce înseamnă că și aerosolii eliberați în atmosferă pot fi foarte diferiți.

Pentru moment, concluzia cea mai solidă este una prudentă: valurile care se sparg eliberează în aer materiale marine biologic active, iar celulele umane sunt capabile să le detecteze și să reacționeze la ele.

Este un mecanism biologic credibil și suficient de interesant pentru a fi cercetat în continuare, dar nu reprezintă dovada că briza mării este un medicament.

CITEȘTE ȘI:

Gamerii, recrutați pentru a deveni controlori de trafic aerian. Abilitățile din jocurile video care îi pot ajuta

Roboții au ajuns să alerge mai repede decât oamenii. Dar pot conecta un simplu cablu?