Ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza nawet przy pozornie niskich stężeniach może prowadzić do strukturalnych zmian w mózgu. Szkodliwy wpływ smogu najmocniej odczuwają dzieci do piątego roku życia.
O szkodliwym wpływie smogu na układ nerwowy wiadomo od dawna. Narażenie na zanieczyszczenia powietrza może powodować przewlekłe stany zapalne w mózgu, a nawet zmiany strukturalne, sprzyjające rozwojowi chorób neurodegeneracyjnych. Okazuje się jednak, że nasza wrażliwość na toksyny jest większa, niż wynikałoby to z dotychczasowych ustaleń.
Według niedawnego badania, opisanego na łamach czasopisma „Environmental Pollution”, do zmian strukturalnych w mózgu może przyczyniać się narażenie na pozornie niewielkie stężenia zanieczyszczeń, nieprzekraczające wartości granicznych przyjętych w Unii Europejskiej. Szkodliwy wpływ smogu najmocniej odczuwają dzieci do piątego roku życia.
Narażenie na smog powiązane ze zmianami w substancji białej i skorupie
Naukowcy z hiszpańskiego centrum badawczego Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal) przeanalizowali poziom narażenia na zanieczyszczenia powietrza w grupie 3,515 holenderskich dzieci. Eksperci wykorzystali do tego celu dane zgromadzone w ramach Generation R. Jest to prospektywne badanie kohortowe obejmujące wieloetniczną grupę mieszkańców Rotterdamu. Są oni monitorowani od wczesnych etapów życia płodowego aż do osiągnięcia pełnoletniości.
Eksperci z ISGlobal oszacowali dzienny poziom narażenia dzieci na pyły zawieszone PM2.5 i dwutlenek azotu, toksyczny gaz, stanowiący jeden z głównych składników zanieczyszczeń transportowych i przemysłowych. Okres uwzględniony w badaniu obejmował ponad dziewięć lat – od etapu prenatalnego do ukończenia przez dziecko ośmiu i pół lat. Uzyskane dane zestawiono z wynikami rezonansu magnetycznego głowy, któremu dzieci zostały poddane między dziewiątym a dwunastym rokiem życia.
Okazało się, że podwyższone narażenie na zanieczyszczenia powietrza koreluje ze zmianami strukturalnymi w istocie białej. Chodzi o jedną z dwóch, obok substancji szarej, podstawowych składników ośrodkowego układu nerwowego. Najbardziej narażone na działanie smogu były dzieci poniżej piątego roku życia. Większa ekspozycja na toksyny na tym etapie życia przekładała się na większe zmiany w mózgu zaobserwowane w późniejszym okresie. Naukowcy stwierdzili również korelację między narażeniem na pyły PM2.5 a powiększeniem skorupy – ośrodka w mózgowiu, stanowiącego boczną część jądra soczewkowatego.
Skutki zmian mogą obejmować autyzm, schizofrenię, obniżone IQ i choroby neurodegeneracyjne
Badanie nie wskazuje jednoznacznie, w jaki sposób anatomiczne i funkcjonalne zmiany w wymienionych obszarach mózgu mogą przekładać się na konkretne skutki zdrowotne, w tym zaburzenia o charakterze psychicznym lub poznawczym. Wiadomo jednak, że istota biała odgrywa kluczową rolę w procesach myślowych, koncentracji uwagi, przetwarzaniu informacji i przesyłaniu ich w całym ośrodkowym układzie nerwowym.
W przeszłości przypisywano jej ograniczoną rolę w działaniu mózgu. Późniejsze badania wykazały jednak, że istota biała ma wpływ na procesy uczenia się. Jej rozwój skorelowany jest z ilorazem inteligencji u dzieci i młodzieży. Co istotne, niedobory białej substancji lub nieprawidłowości w jej mikrostrukturze stwierdzane są w przypadku wielu zaburzeń i chorób. Można tu wyliczyć: depresję, stany lękowe, zaburzenia ze spektrum autyzmu, schizofrenię, porażenie mózgowe, stwardnienie rozsiane czy choroby neurodegeneracyjne.
Również skorupa pełni kluczowe funkcje w ośrodkowym układzie nerwowym. W połączeniu z innymi strukturami odpowiada m.in. za wiele procesów z zakresu psychomotoryki. To ona wpływa na naukę, planowanie i wykonywanie ruchów, a także regulowanie zakresu ruchów oraz ich sekwencji. Zdaniem części neurologów skorupa bierze także udział w „automatyzmach” ruchowych, czyli nawykowym wykonywaniu wyuczonych ruchów bez potrzeby świadomej ich kontroli.
Istnieją podejrzenia, że dysfunkcje tego ośrodka mózgu mogą mieć związek z rozwojem zespołu Tourette’a i choroby Parkinsona. Istnieją też badania wskazujące na korelację między powiększeniem skorupy a szeregiem zaburzeń psychicznych, m.in. autyzmem, zaburzeniami obsesyjno-kompulsyjnymi i schizofrenią.
Nowe ustalenia: smog najbardziej szkodzi dzieciom do piątego roku życia
Badanie przeprowadzone przez naukowców z ISGlobal potwierdza wcześniejsze obserwacje w kwestii szkodliwego wpływu smogu na mózg, ale również rozszerza zagadnienie o nowe ustalenia. – Jednym z kluczowych wniosków płynących z naszego badania jest to, że mózg dziecka jest szczególnie wrażliwy na wpływ zanieczyszczeń powietrza nie tylko na etapie życia płodowego, jak wykazały wcześniejsze analizy, ale również podczas kilku pierwszych lat okresu dziecięctwa – wyjaśnia prof. Anne-Claire Binter, główna autorka badania.
Hiszpańscy naukowcy podeszli również z większą dokładnością do skali czasowej, w której analizowane były poziomy narażenia. Eksperci mierzyli ekspozycję na toksyny. Uwzględnili przy tym dane z poszczególnych miesięcy, a nie trymestrów, jak miało to miejsce w poprzednich ustaleniach tego typu. Pozwoliło to na wykazanie bardziej ścisłych zależności między narażeniem na smog a skutkami zdrowotnymi.
Tym, co w ustaleniach zespołu z ISGlobal niepokoi najbardziej, jest fakt, że wpływ zanieczyszczeń na zdrowie okazał się istotny nawet w przypadku pozornie znikomego poziomu narażenia. Odnotowane w badaniu stężenia dwutlenku azotu i pyłów PM2.5 wprawdzie przekraczały progi wyznaczone przez Światową Organizację Zdrowia (WHO), wynoszące, odpowiednio, 10 µg/m3 i 5 µg/m3 dla poszczególnych substancji. Były jednak niższe od wartości granicznych przyjętych w Unii Europejskiej, czyli 40 µg/m3 dla NO2 i 25 µg/m3 dla PM2.5.
Wpływ smogu widoczny jest w „czystej” Holandii. Jak duży może być w Polsce?
Choć Rotterdam nie należy do najczystszych miast w Europie, znacząco odstaje od czołówki najbardziej zanieczyszczonych aglomeracji. W smogowym rankingu króluje m.in. Polska, obok innych krajów Europy Środkowo-Wschodniej i Włoch. Tak wygląda rozkład zanieczyszczeń w Europie w oparciu o dane na temat stężeń PM2.5 w latach 2020–2021.
A tak wygląda pierwsza dziesiątka najbardziej zanieczyszczonych miast w UE, na podstawie tych samych danych.
Odpowiedź na pytanie, w jakim stopniu rejestrowane w Polsce stężenia zanieczyszczeń przekładają się na kondycję układu nerwowego, pozostaje w sferze ponurych domysłów.
- Czytaj również: Cząstki sadzy odkryte w mózgach płodów
–
Zdjęcie: Martyn Jandula/Shutterstock
