W pniach mózgów dzieci i młodych ludzi wykryto cząsteczki zanieczyszczeń powiązanych z rozwojem chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroby Alzheimera i Parkinsona. Zjawisko może mieć charakter globalny – aż 90 proc. ludzi na świecie oddycha skażonym powietrzem. W krajach z niską emisją, takich jak Polska, jego skutki mogą być jeszcze poważniejsze.
Międzynarodowy zespół naukowców przebadał próbki pobrane z pni mózgów 186 przedwcześnie zmarłych mieszkańców stolicy Meksyku. Materiał pochodził od dzieci i osób młodych, które w momencie zgonu miały od 11 miesięcy do 27 lat. W próbkach stwierdzono obecność nanocząsteczek, w szczególności związków żelaza, aluminium i tytanu.
Jak wyjaśnia prof. Barbara Maher z Uniwersytetu w Lancaster, substancje wykryte w mózgach młodych Meksykanów są „uderzająco podobne” do tych, które powstają w efekcie procesów spalania i tarcia. Ich źródłem w powietrzu może być zarówno przemysł, jak i transport – odpowiedzialny nie tylko za emisję spalin, ale również pyłów z samochodowych silników i układów hamulcowych. Dotyczy to związków żelaza i aluminium.
Czytaj także: Polskie powietrze powoduje raka. Mamy najwyższe stężenia benzo(a)pirenu w Europie
– Cząsteczki zawierające tytan, wykryte w mózgach badanych, były inne – miały wyraźnie iglasty kształt. Podobne cząsteczki zaobserwowano w komórkach nerwowych ścian jelita. Sugeruje to, że cząsteczki te zostały połknięte, a następnie przedostały się z jelita do komórek nerwowych łączących układ pokarmowy z pniem mózgu – tłumaczy ekspertka. Wyniki badania zostały opisane na łamach czasopisma „Environmental Research”.
Duże ilości białek tau w mózgach
Wykryte toksyny są ściśle powiązane z obecnością anormalnych, hiperfosforylowanych białek tau, które również zidentyfikowano w próbkach. Od kilku lat wiadomo, że to właśnie one – a nie blaszki beta-amyloidu, jak wcześniej podejrzewano – uruchamiają proces obumierania neuronów w przebiegu choroby Alzheimera. Białka tau występują naturalnie i niemal wyłącznie w komórkach nerwowych. Ich nadmierna fosforylacja (tzw. hiperfosforylacja) prowadzi jednak do zwyrodnień w cytoplazmie neuronów, charakterystycznych – ale nie swoistych – dla choroby Alzheimera. Objaw ten obserwowany jest również w innego typu procesach neurodegeneracyjnych.
Inną substancją zidentyfikowaną w badanych próbkach była alfa-synukleina. To białko, którego agregacje w komórkach nerwowych są charakterystyczne m.in. dla chorób: Parkinsona, Alzheimera, atrofii wielosystemowej i zespołu otępiennego. Kolejnym związkiem wykrytym przez badaczy w mózgach zmarłych było anormalne białko TDP-43. W „zdrowej” postaci odpowiada ono za modulację plastyczności neuronalnej, która warunkuje procesy uczenia się i zapamiętywania informacji. Patologiczne wersje TDP-43 są powiązane z procesami zwyrodnieniowymi w komórkach nerwowych. Wchodzą również w skład agregatów białkowych, występujących m.in. w stwardnieniu zanikowym bocznym i otępieniu czołowo-skroniowym.
Potrzebne dalsze badania
Badanie opisane na łamach „Environmental Journal” wskazuje na zależność między ekspozycją na smog a zwiększonym ryzykiem rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Nie dostarcza jednak niezbitych dowodów na istnienie relacji przyczynowo-skutkowej. Do tego niezbędne są dalsze analizy. Ważną przesłanką przemawiającą na rzecz istnienia takiej zależności jest fakt, że w mózgach badanych, którzy mieszkali w mniej zanieczyszczonych obszarach stolicy Meksyku, nie wykryto markerów chorobowych w postaci anormalnych białek.
Czytaj także: Pół miliona niemowląt zmarło w 2019 roku przez zanieczyszczenia powietrza
Wcześniejsze badania epidemiologiczne i eksperymentalne, prowadzone na zwierzętach, wskazują na wyraźny związek między narażeniem na zanieczyszczenia a zwiększonym ryzykiem rozwoju choroby Alzheimera. Wśród głównych „sprawców” wymienia się dwutlenek azotu, tlenek diazotu, tzw. czarny węgiel powstający przy niekompletnym spalaniu paliw oraz pył zawieszony. Wciąż jednak nie ustalono mechanizmów neurotoksyczności tych substancji. W przypadku choroby Parkinsona, w przebiegu której dochodzi do zwyrodnień neuronów motorycznych, wpływ smogu na procesy chorobowe jest mniej jasny. Badanie „meksykańskie” rzuca na problem nowe światło i może przyczynić się do bardziej szczegółowych ustaleń w tym zakresie.
Grafika: Kateryna Kon/Shutterstock
