Podczas badań prowadzonych w Szpitalu Dziecięcym w Los Angeles mierzono ekspozycję ciężarnych matek na powietrze zanieczyszczone wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi. Następnie, przy użyciu metody obrazowania mózgu, obserwowano wpływ tych zanieczyszczeń na mózgi ich dzieci.

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA lub z ang. PAH) to rozpowszechnione zanieczyszczenia powstające podczas niecałkowitego spalania związków organicznych. Są one emitowane wraz ze spalinami samochodowymi, a także przy spalaniu węgla, rafinowanej ropy naftowej, odpadów oraz w czasie pożarów lasów. WWA mogą też występować w domach mieszkalnych, gdzie pali się papierosy bądź też znajdują się kominki lub piece.

Jak ważna jest istota biała

Naukowcy rozpoczęli badania prenatalne dotyczące wpływu WWA na rozwój mózgu w latach 90. XX w. W pierwszych badaniach udział wzięło ponad 600 kobiet w trzecim trymestrze ciąży, pochodzących z mniejszości etnicznych mieszkających w Nowym Yorku. Uczestniczki badań wypełniały kwestionariusze oraz otrzymały przenośne detektory zanieczyszczeń na 48 godzin, aby umożliwić naukowcom ocenę stopnia ekspozycji na WWA.

Dzieci kobiet, które wzięły udział w przedsięwzięciu, były następnie badane między trzecim a siódmym rokiem życia. Badacze zaobserwowali, że ekspozycja na zanieczyszczenia jest powiązana z symptomem ADHD oraz innymi kognitywnymi i behawioralnymi problemami, w tym obniżonym poziomem IQ, lękiem i depresją.

W ostatnich badaniach mózgi wybranych 40 dzieci były skanowane. W wyniku tych badań zaobserwowano silny związek między ekspozycją kobiet w ciąży na WWA i redukcją istoty białej w mózgach ich dzieci. Istota biała mózgu zbudowana jest z milionów aksonów – części komórek nerwowych, które umożliwiają szybkie połączenia między różnymi częściami mózgu.

Badania wykazały związek między redukcją istoty białej mózgu a szybkością procesów zachodzących w tych częściach mózgu. Kolory żółty, czerwony i pomarańczowy wskazują regiony mózgu, gdzie wielkość istoty białej miała wpływ na szybkość procesów zachodzących w tych częściach mózgu. Związek ten był silniejszy w lewej półkuli mózgu. (Peterson i in. 2015, JAMA Psychiatry).

Co więcej, zakłócenia w pracy mózgu związane były z wolniejszą reakcją czasową podczas testów na inteligencję, jak również silniejszymi symptomami ADHD i zaburzeniami zachowania.

Rosnąca ilość powodów do zaniepokojenia

Wyniki tych badań uzupełniają rosnącą ilość literatury dotyczącej wpływu zanieczyszczenia powietrza na zdrowie, w tym raportów ukazujących związek zanieczyszczenia powietrza z występowaniem zaburzeń w ramach spektrum autyzmu, schizofrenią i upośledzeniem umysłowym.

Przykładowo, jedno z badań przeprowadzonych wśród kalifornijskich dzieci wykazało, że młode osoby eksponowane na najwyższe poziomy zanieczyszczeń związanych z ruchem drogowym – podczas ciąży i w pierwszym roku życia – były bardziej narażone na rozwój zaburzeń w ramach spektrum autyzmu niż te eksponowane na najniższe poziomy zanieczyszczeń.

Więcej dowodów na wpływ zanieczyszczeń powietrza na rozwój mózgu pochodzi z badań na zwierzętach. Jedno z badań przeprowadzonych na młodych myszach, eksponowanych na bardzo drobne cząstki o koncentracji porównywalnej do tych występujących na bardzo ruchliwych ulicach, wykazało, że w mózgach myszy doszło do zwiększenia się ubytków istoty białej – stan, który u ludzi łączony jest z występowaniem autyzmu i schizofrenii.

Pyły zawieszone – zła wiadomość dla mózgu

Mechanizm, zgodnie z którym zanieczyszczenie powietrza jest toksyczne dla mózgu, nie jest jak dotąd całkowicie poznany. Szczególnie dotyczy to ścieżki docierania do mózgu pyłu zawieszonego (PM) – małych cząstek zanieczyszczeń, które na swojej powierzchni absorbują cząsteczki WWA.

Ultradrobne cząsteczki najprawdopodobniej docierają do mózgu albo z płuc przez układ krążenia i przez barierę krew/mózg, albo też poprzez transport z nosa do mózgu przez nerw węchowy. Kiedy toksyczne cząstki dostaną się do mózgu, mogą wywołać zapalenie i zniszczenie komórek.

Potrzebujemy większej ilości badań

Tak jak w przypadku innych projektów naukowych, również w przypadku omawianych badań należy uwzględnić wystąpienie pewnych ograniczeń: wielkość próby była mała i nie można było wykluczyć możliwości, że obserwowane skutki zostały wywołane przez inne czynniki środowiskowe. Stąd naukowcy planują zeskanować mózgi większej liczby dzieci i ocenić sposób, w jaki WWA wchodzą w interakcję z innymi zanieczyszczeniami oraz jak wpływają na mózg.

Trzeba również pamiętać, że wyniki, którymi dysponujemy, pochodzą z badań przeprowadzonych w dość specyficznej populacji, charakteryzującej się wysokim poziomem ubóstwa, niskim poziomem edukacji, a matki badanych dzieci miały zazwyczaj niski wynik IQ – tak więc wyniki badań nie mogą być generalizowane na inne populacje.

Omawiane badania oraz wiele innych badań dotyczących relacji zanieczyszczenia powietrza i rozwoju mózgu prowadzono w USA, gdzie liczba samochodów z silnikiem diesla, które generują najwięcej zanieczyszczeń powietrza w mieście (w porównaniu np. z Wielką Brytanią), jest stosunkowo niska. Z tego powodu ważne jest, aby przeprowadzić takie badania również w Wielkiej Brytanii.

W naszych ostatnio rozpoczętych badaniach kohortowych zbierane są szczegółowe informacje dotyczące 80 000 angielskich niemowląt oraz ich rodziców podczas trwania ciąży oraz w pierwszym roku życia, aby wyjaśnić, jakie czynniki kształtują wzrost, rozwój, zdrowie i dobrobyt.

Koszty zanieczyszczenia powietrza

Mimo że dotychczas przeprowadzono stosunkowo małą liczbę badań dotyczących skutków wpływu zanieczyszczeń powietrza na układ nerwowy, dowodów na ich istnienie jest coraz więcej. Wyjątkowe w zanieczyszczeniu powietrza, jeżeli chodzi o czynniki ryzyka wystąpienia chorób, jest to, że ekspozycja na te zanieczyszczenie jest niemal powszechna.

Co ważne, badania wykazały, że im bardziej matki w ciąży były eksponowane na zanieczyszczenia WWA, tym większa ilość istoty białej u dziecka była uszkodzona. Sugeruje to, że redukcja ekspozycji na WWA podczas ciąży oraz zaraz po urodzeniu dziecka w tym samym stopniu może ograniczyć możliwość uszkodzenia istoty białej mózgu dziecka.

Jeżeli dalsze badania dadzą podobne rezultaty, będzie to miało znaczny wpływ na ochronę zdrowia publicznego, zważywszy, że zanieczyszczenia WWA są szeroko rozpowszechnione. Co więcej, wciąż wiemy bardzo mało na temat przyczyn zaburzeń zdrowia psychicznego – obszaru, który stanowi duże i rosnące obciążenie dla społeczeństwa.

Wciąż przybywa dowodów, że tak wiele komponentów zanieczyszczenia powietrza przyczynia się do różnych chorób. To tylko utwierdza w przekonaniu, jak pilne jest kontrolowanie i zarządzanie jakością wdychanego przez nas powietrza. Realizacja tego celu niesie nadzieję na znaczną i efektywną poprawę naszego zdrowia i jakości życia.

autorzy: Frank Kelly i Julia Kelly
tłumaczenie: Hanna Schudy
źródło: Dolnośląski Alarm Smogowy