Edytujesz Wpływ zanieczyszczeń powietrza na centralny układ nerwowy

''Strona w budowie''
[[Category:Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie]]
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na centralny układ nerwowy



Zanieczyszczenia powietrza mają negatywny wpływ nie tylko na układ oddechowy i układ krążenia, ale także na układ nerwowy<ref> Genc, Sermin, et al. The adverse effects of air pollution on the nervous system. Journal of Toxicology 2012 (2012), http://www.hindawi.com/journals/jt/2012/782462/
</ref><sup>,</sup> <ref> Clifford, Angela, et al. Exposure to air pollution and cognitive functioning across the life course–A systematic literature review. Environmental research 147 (2016): 383–398, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935116300172
</ref>. Problem dotyczy całej populacji, jednak szczególnie istotny jest w przypadku dzieci i osób starszych.



U dzieci w wieku wczesnoszkolnym narażenie na typowe zanieczyszczenia powietrza (zwłaszcza na pył zawieszony i zawarte w nim substancje) przekłada się na gorszy rozwój intelektualny oraz gorsze wyniki w nauce i testach psychometrycznych. Zanieczyszczone powietrze już na etapie życia płodowego ma wpływ na późniejszy rozwój i funkcjonowanie układu nerwowego.



U osób dorosłych wieloletnie narażenie na zanieczyszczenia powietrza przyspiesza starzenie się układu nerwowego, a w konsekwencji pogłębia i przyspiesza upośledzenie zdolności poznawczych i spadek sprawności umysłowej w podeszłym wieku.



Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ nerwowy jest badany od ok. dwóch dekad, zatem znacznie krócej niż ma to miejsce w przypadku układu oddechowego czy układu krążenia. Mniejsza więc (choć i tak już bardzo znaczna) jest liczba prac naukowych na ten temat, a wiele istotnych pytań pozostaje bez odpowiedzi. Dlatego wciąż potrzebne są dalsze badania w tym kierunku.



Spis treści





= <span id="anchor"></span>Pośredni i bezpośredni wpływ zanieczyszczeń na układ nerwowy =



Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ nerwowy może mieć charakter pośredni – gorsze funkcjonowanie układu oddechowego i układu krążenia może przekładać się na gorszą kondycję układu nerwowego. Dodatkowo obecność chorób wywołanych bądź nasilonych przez zanieczyszczenia powietrza może negatywnie wpływać na kondycję psychiczną chorych. Jest tak m.in. w przypadku przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP)<ref> Mannino, David M., Sidney Braman. The epidemiology and economics of chronic obstructive pulmonary disease. Proceedings of the American Thoracic Society 4.7 (2007): 502–506, http://www.atsjournals.org/doi/abs/10.1513/pats.200701-001FM#.V4PA2npb9TA
</ref>.



Obserwuje się także bardziej bezpośredni wpływ szkodliwych substancji obecnych w powietrzu na rozwój i funkcjonowanie układu nerwowego. Podział na wpływ pośredni i bezpośredni jest zresztą uproszczony. Przykładowo, w wielu badaniach pokazano, że narażenie na zanieczyszczenia powietrza zwiększa ryzyko udaru mózgu<ref> Shah, Anoop SV, et al. Short term exposure to air pollution and stroke: systematic review and meta-analysis. bmj 350 (2015): h1295, http://www.bmj.com/content/350/bmj.h1295
</ref>, którego konsekwencje dla funkcjonowania centralnego układu nerwowego mogą być bardzo poważne.



= <span id="anchor-1"></span>Najważniejsze zanieczyszczenia powietrza wpływające na układ nerwowy =



„Zanieczyszczenia powietrza” oznaczają tu pył zawieszony i wchodzące w jego skład substancje z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), a także zanieczyszczenia gazowe: dwutlenek azotu, dwutlenek siarki, ozon i tlenek węgla. Tu omawiamy tylko wpływ, jaki na układ nerwowy mają wymienione wyżej typowe zanieczyszczenia<ref> Powietrze wewnątrz budynków może być też zanieczyszczone wieloma innymi substancjami, np. estrami kwasu ftalowego (ftalanami), czy związkami z grupy bromowanych eterów difenylowych (PBDE). Ich źródłem mogą być m.in. niektóre tworzywa sztuczne. Związki z obu tych grup należą do substancji zaburzających gospodarkę hormonalną oraz rozwój układu nerwowego, szczególnie w przypadku ekspozycji prenatalnej. Przyczyną obecności w powietrzu ftalanów, a także wielu innych związków chemicznych negatywnie oddziałujących na układ nerwowy może być również spalanie odpadów – przedmiotów wykonanych z tworzyw sztucznych. Chodzi tu o spalanie odpadów na otwartej przestrzeni lub też w domowych piecach i kotłach, czyli poza przeznaczonymi do tego celu profesjonalnymi spalarniami.
</ref>.



= <span id="anchor-2"></span>Konsekwencje narażenia na zanieczyszczenia powietrza w okresie prenatalnym =



Rozwijający się układ nerwowy jest szczególnie wrażliwy na wpływ różnych szkodliwych substancji obecnych w środowisku. Jest tak również w przypadku pyłu zawieszonego i WWA<ref> Perera, Frederica P., et al. Early-life exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and ADHD behavior problems. PloS one 9.11 (2014): e111670, http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0111670
</ref>. Drobne cząstki pyłu zawieszonego mogą najprawdopodobniej przenikać przez barierę łożyskowo-naczyniową<ref> Wiesław Jędrychowski, Renata Majewska, Elżbieta Mróz, Elżbieta Flak i Agnieszka Kiełtyka. Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza drobnym pyłem zawieszonym i wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi w okresie prenatalnym na zdrowie dziecka. Badania w Krakowie, https://smogwawelski.org/wp-content/uploads/2016/10/oddzialywanie-zanieczyszczen-powietrza-w-okresie-prenatalnym-na-zdrowie-dziecka.pdf
</ref>.



W wielu badaniach pokazano, że prenatalna ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza negatywnie wpływa na rozwój układu nerwowego. Z polskiej perspektywy interesujące są wyniki badań prowadzonych w Krakowie<ref> Choi, Hyunok, et al. International studies of prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and fetal growth. Environmental health perspectives (2006): 1744–1750, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17107862
</ref><sup>,</sup> <ref> Edwards, Susan Claire, et al. Prenatal exposure to airborne polycyclic aromatic hydrocarbons and children’s intelligence at 5 years of age in a prospective cohort study in Poland. Environmental health perspectives 118.9 (2010): 1326, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2944097/
</ref><sup>,</sup> <ref> Jędrychowski, Wiesław A., et al. Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and cognitive dysfunction in children. Environmental Science and Pollution Research 22.5 (2015): 3631–3639, http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11356-014-3627-8
</ref><sup>,</sup> <ref> Wiesław Jędrychowski, Renata Majewska, Elżbieta Mróz, Elżbieta Flak i Agnieszka Kiełtyka. Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza drobnym pyłem zawieszonym i wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi w okresie prenatalnym na zdrowie dziecka. Badania w Krakowie, https://smogwawelski.org/wp-content/uploads/2016/10/oddzialywanie-zanieczyszczen-powietrza-w-okresie-prenatalnym-na-zdrowie-dziecka.pdf
</ref>. Analizowano w nich m.in. jak ekspozycja ciężarnych matek na WWA i pył wpływa na rozwój układu nerwowego ich dzieci. Badaniu poddano grupę kilkuset ciężarnych kobiet. W czasie trwania ciąży mierzono narażenie matek na pył zawieszony i WWA. Matki zostały podzielone na dwie w przybliżeniu równe''' '''grupy: o wyższym i niższym narażeniu na zanieczyszczenia.



Dzieci bardziej narażonych matek wykazywały w testach w wieku 5. lat iloraz inteligencji (IQ) niższy średnio o 3,8 pkt. niż dzieci matek mniej narażonych. W tego typu badaniach uwzględniono również inne czynniki mogące mieć wpływ na rozwój umysłowy dzieci.



Podobne badania były prowadzone w Nowym Jorku<ref> Perera, Frederica P., et al. Prenatal airborne polycyclic aromatic hydrocarbon exposure and child IQ at age 5 years. Pediatrics 124.2 (2009): e195–e202, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19620194
</ref><sup>,</sup> <ref> Perera, Frederica P., et al. Prenatal polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) exposure and child behavior at age 6–7 years. Environmental health perspectives 120.6 (2012): 921, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22440811
</ref><sup>,</sup> <ref> Perera, Frederica P., et al. Early-life exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and ADHD behavior problems. PloS one 9.11 (2014): e111670, http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0111670
</ref>. Ich wyniki również potwierdzają negatywny wpływ, jaki na rozwój psychomotoryczny dziecka ma narażenie jego matki w okresie ciąży na związki z grupy WWA. W szczególności wykazano, że istnieje związek między wyższym narażeniem matek na WWA a deficytami koncentracji i uwagi oraz zwiększoną nadpobudliwością (ang. ''Attention Deficit Hyperactivity Disorder'', ADHD) ich dzieci, a także trudnościami z kontrolą emocji i gorszymi kompetencjami społecznymi<ref> Margolis, Amy E., et al. Longitudinal effects of prenatal exposure to air pollutants on self‐regulatory capacities and social competence. Journal of Child Psychology and Psychiatry (2016), http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jcpp.12548/full
</ref>.



= <span id="anchor-3"></span>Postnatalny wpływ zanieczyszczeń powietrza na rozwój układu nerwowego dzieci =



Obecnie wiemy już, że istnieje zależność pomiędzy narażeniem na niektóre zanieczyszczenia powietrza po urodzeniu (przede wszystkim na sadzę i bardzo drobne pyły), a zdolnościami poznawczymi dzieci w wieku szkolnym i wczesnoszkolnym.



Dzieci narażone na wyższe stężenia zanieczyszczeń wypadają gorzej w testach psychometrycznych, wykazują także zauważalne opóźnienie w stosunku do normalnego rozwoju umysłowego, właściwego dla ich wieku metrykalnego. Badania pokazują, że im wyższy poziom zanieczyszczeń powietrza w pobliżu szkół, tym gorsze wyniki w nauce i testach psychometrycznych osiągają uczęszczający do nich uczniowie<ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Pediatric respiratory and systemic effects of chronic air pollution exposure: nose, lung, heart, and brain pathology. Toxicologic Pathology 35.1 (2007): 154–162, http://tpx.sagepub.com/content/35/1/154.short
</ref><sup>, </sup><ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Air pollution, cognitive deficits and brain abnormalities: a pilot study with children and dogs. Brain and cognition 68.2 (2008): 117–127, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18550243
</ref><sup>, </sup><ref> S. F. Suglia et al. Association of black carbon with cognition among children in a prospective birth cohort study. Am J Epidemiol 167.3 (2008): 280–6, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18006900
</ref><sup>, </sup><ref> Wang, Shunqin, et al. Association of traffic-related air pollution with children’s neurobehavioral functions in Quanzhou, China. Environmental health perspectives 117.10 (2009): 1612, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2790518/
</ref><sup>, </sup><ref> Mohai, Paul, et al. Air pollution around schools is linked to poorer student health and academic performance. Health Affairs 30.5 (2011): 852–862, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21543420
</ref><sup>, </sup><ref> Sunyer, Jordi, et al. Association between traffic-related air pollution in schools and cognitive development in primary school children: a prospective cohort study. PLoS Med 12.3 (2015): e1001792, https://journals.plos.org/plosmedicine/article%3Fid%3D10.1371/journal.pmed.1001792
</ref><sup>, </sup><ref> Pujol, Jesus, et al. Traffic pollution exposure is associated with altered brain connectivity in school children. Neuroimage 129 (2016): 175–184, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811916000513
</ref><sup>,</sup> <ref> Alvarez-Pedrerol, Mar, et al. Impact of commuting exposure to traffic-related air pollution on cognitive development in children walking to school. Environmental pollution 231 (2017): 837–844, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117318997
</ref>.



Badania prowadzone w Bostonie<ref> S. F. Suglia et al. Association of black carbon with cognition among children in a prospective birth cohort study. Am J Epidemiol 167.3 (2008): 280–6, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18006900
</ref> w USA pokazały, że wpływ narażenia na drobną frakcję pyłu zawieszonego jest porównywalny (jeśli chodzi o obniżenie ilorazu inteligencji) z wpływem podwyższonego o 10 µg/dl poziomu ołowiu we krwi (utrata do 5 pkt. IQ) lub paleniem przez matkę 10. lub więcej papierosów w czasie ciąży (4 pkt. IQ). Z kolei z badań prowadzonych w Barcelonie<ref> Sunyer, Jordi, et al. Association between traffic-related air pollution in schools and cognitive development in primary school children: a prospective cohort study. PLoS Med 12.3 (2015): e1001792, https://journals.plos.org/plosmedicine/article%3Fid%3D10.1371/journal.pmed.1001792
</ref><sup>,</sup> <ref> Pujol, Jesus, et al. Traffic pollution exposure is associated with altered brain connectivity in school children. Neuroimage 129 (2016): 175–184, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811916000513
</ref><sup>,</sup> <ref> Alvarez-Pedrerol, Mar, et al. Impact of commuting exposure to traffic-related air pollution on cognitive development in children walking to school. Environmental pollution 231 (2017): 837–844, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117318997
</ref> wynika, że u dzieci oddychających bardziej zanieczyszczonym powietrzem obserwuje się wolniejszy rozwój pamięci roboczej i funkcji poznawczych.



Niektórzy zajmujący się tą tematyką epidemiolodzy sugerują wprowadzenie wymagań odnośnie poziomów zanieczyszczeń powietrza w miejscach, gdzie lokowane są szkoły. W przypadku istniejących placówek oświatowych jakość powietrza powinna być zbadana i w razie konieczności poprawiona<ref> Mohai, Paul, et al. Air pollution around schools is linked to poorer student health and academic performance. Health Affairs 30.5 (2011): 852–862, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21543420
</ref>.



Narażenie na zanieczyszczenie powietrza w dzieciństwie może też zwiększać ryzyko wystąpienia i nasilać problemy psychiczne takie jak depresja i zaburzenia lękowe<ref> Reuben, Aaron, et al. Association of Air Pollution Exposure in Childhood and Adolescence With Psychopathology at the Transition to Adulthood. JAMA network open 4.4 (2021): e217508–e217508, https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2779249
</ref>.



= <span id="anchor-4"></span>Zanieczyszczenie powietrza a zaburzenia ze spektrum autyzmu =



Choroby ze spektrum zaburzeń autystycznych (ang. ''autism spectrum disorder'', ASD) wiążą się z poważnymi zaburzeniami interakcji społecznych, trudnościami w komunikacji, powtarzalnym zachowaniem i ograniczonymi zainteresowaniami, a często także upośledzeniem funkcji poznawczych i rozwoju intelektualnego. Etiologia autyzmu wciąż pozostaje niejasna, wskazuje się zarówno na genetyczne, jak i na środowiskowe czynniki ryzyka<ref> Lyall, Kristen, Rebecca J. Schmidt, and Irva Hertz-Picciotto. Maternal lifestyle and environmental risk factors for autism spectrum disorders. International journal of epidemiology 43.2 (2014): 443–464, https://ije.oxfordjournals.org/content/43/2/443.full
</ref><sup>,</sup> <ref> Raz, Raanan, et al. Autism spectrum disorder and particulate matter air pollution before, during, and after pregnancy: a nested case-control analysis within the Nurses’ Health Study II cohort. (2015), https://dash.harvard.edu/handle/1/14351096
</ref><sup>,</sup> <ref> Volk, Heather E., et al. Traffic-related air pollution, particulate matter, and autism. JAMA psychiatry 70.1 (2013): 71–77, http://archpsyc.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=1393589&referrer=baker
</ref>.



Coraz więcej wyników badań wskazuje, że wpływ środowiska na występowanie chorób ze spektrum autystycznego może być istotny<ref> Lyall, Kristen, Rebecca J. Schmidt, and Irva Hertz-Picciotto. Maternal lifestyle and environmental risk factors for autism spectrum disorders. International journal of epidemiology 43.2 (2014): 443–464, https://ije.oxfordjournals.org/content/43/2/443.full
</ref>. W skład zanieczyszczeń powietrza wchodzi wiele substancji, które mogą negatywnie oddziaływać na rozwój i funkcjonowanie układu nerwowego. Uzasadnione wydaje się więc przypuszczenie, że zarówno ekspozycja prenatalna, jak i postnatalna na zanieczyszczenia powietrza może mieć związek z występowaniem spektrum autystycznego. Rzeczywiście, niektóre z badań prowadzonych w ostatnich latach (choć nie wszystkie, patrz niżej) wskazuje na istnienie takiego związku<ref> Kalkbrenner, Amy E., et al. Particulate matter exposure, prenatal and postnatal windows of susceptibility, and autism spectrum disorders. Epidemiology 26.1 (2015): 30–42, http://journals.lww.com/epidem/Abstract/2015/01000/Particulate_Matter_Exposure,_Prenatal_and.7.aspx
</ref><sup>, </sup><ref> Raz, Raanan, et al. Autism spectrum disorder and particulate matter air pollution before, during, and after pregnancy: a nested case-control analysis within the Nurses’ Health Study II cohort. (2015), https://dash.harvard.edu/handle/1/14351096
</ref><sup>, </sup><ref> Roberts, Andrea L., et al. Perinatal air pollutant exposures and autism spectrum disorder in the children of Nurses’ Health Study II participants. (2013), https://dash.harvard.edu/handle/1/11855721
</ref><sup>, </sup><ref> Volk, Heather E., et al. Traffic-related air pollution, particulate matter, and autism. JAMA psychiatry 70.1 (2013): 71–77, http://archpsyc.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=1393589&referrer=baker
</ref><sup>,</sup> <ref> Weisskopf, Marc G., Marianthi-Anna Kioumourtzoglou, and Andrea L. Roberts. Air Pollution and Autism Spectrum Disorders: Causal or Confounded? Current Environmental Health Reports 2.4 (2015): 430–439, http://link.springer.com/article/10.1007/s40572-015-0073-9
</ref>.



Według części autorów ogół dowodów na przyczynowo-skutkową zależność między ekspozycją na zanieczyszczenia powietrza a ASD jest coraz bardziej przekonujący – z uwagi na ogólną zgodność wyników badań prowadzonych przez różne grupy oraz fakt, że w większości badań wpływ zanieczyszczeń obserwowany jest jedynie w przypadku szczególnych okresów życia ludzkiego (trzeci trymestr ciąży)<ref> Kalkbrenner, Amy E., et al. Particulate matter exposure, prenatal and postnatal windows of susceptibility, and autism spectrum disorders. Epidemiology 26.1 (2015): 30–42, http://journals.lww.com/epidem/Abstract/2015/01000/Particulate_Matter_Exposure,_Prenatal_and.7.aspx
</ref><sup>,</sup> <ref> Raz, Raanan, et al. Autism spectrum disorder and particulate matter air pollution before, during, and after pregnancy: a nested case-control analysis within the Nurses’ Health Study II cohort. (2015), https://dash.harvard.edu/handle/1/14351096
</ref>.



Jednak nie wszystkie prowadzone w ostatnich latach badania potwierdzają istnienie związku między ekspozycją na zanieczyszczenia powietrza i ryzykiem występowania ASD. W przeciwieństwie do badań amerykańskich, badania prowadzone w Europie w ramach projektu ESCAPE (''European Study of Cohorts for Air Pollution Effects'') nie wykazały takiego związku ani dla pyłu zawieszonego, ani dla tlenków azotu<ref> Guxens, Mònica, et al. Air Pollution Exposure during Pregnancy and Childhood Autistic Traits in Four European Population-Based Cohort Studies: The ESCAPE Project. (2015), http://repositori.upf.edu/bitstream/handle/10230/25545/guxens-ehp-airp.pdf?sequence=1
</ref>. Wydaje się więc, że potrzebne są dalsze badania, zarówno epidemiologiczne jak i toksykologiczne, które pomogłyby wyjaśnić czy obserwowane związki między narażeniem na zanieczyszczenia powietrza a występowaniem ASD mają charakter przyczynowo-skutkowy.



= <span id="anchor-5"></span>Wpływ ekspozycji na zanieczyszczenia powietrza na funkcjonowanie układu nerwowego u osób dorosłych =



Wpływ zanieczyszczeń powietrza na ludzki mózg nie ogranicza się do dzieci i młodzieży. Dysponujemy obecnie wynikami wielu badań epidemiologicznych pokazujących, że oddychanie zanieczyszczonym powietrzem negatywnie wpływa także na centralny układ nerwowy u dorosłych.



Badania prowadzone kilka lat temu w Chinach<ref> Zhang, Xin, Xi Chen, and Xiaobo Zhang. The impact of exposure to air pollution on cognitive performance. Proceedings of the National Academy of Sciences 115.37 (2018): 9193–9197, http://www.pnas.org/content/115/37/9193
</ref> wykazały istnienie korelacji pomiędzy wartością indeksu jakości powietrza<ref>'' ''Indeks jakości powietrza używany w tym badaniu zawierał informacje na temat stężeń PM<sub>10</sub>, SO<sub>2</sub> i NO<sub>2</sub>.
</ref> (API), a wynikami testów oceniających zdolności językowe i matematyczne dorosłych mieszkańców Chin. Testy te były częścią Chińskich Badań Panelowych nad Rodziną (''China Family Panel Studies'', CFPS), kompleksowego badania chińskich rodzin, obejmującego osoby w różnym wieku. Badano zarówno wpływ narażenia krótko- jak i długoterminowego. Podobnie jak w przypadku wielu innych efektów zdrowotnych, wpływ ekspozycji długoterminowej okazał się dużo silniejszy. Wpływ jakości powietrza na wyniki testów był szczególnie silny w przypadku mężczyzn o niskim poziomie wykształcenia.



Z kolei w badaniach prowadzonych w Kanadzie pokazano, że istnieje statystycznie istotna zależność między stężeniem zanieczyszczeń takich jak tlenek węgla, dwutlenek azotu, dwutlenek siarki czy pył zawieszony PM<sub>10</sub>, a liczbą prób samobójczych w Vancouver<ref> Szyszkowicz, Mieczyslaw, et al. Air pollution and emergency department visits for suicide attempts in Vancouver, Canada. Environmental health insights 4 (2010): 79, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2978939/
</ref>. Podobna zależność została zaobserwowana dla liczby przypadków depresji zgłaszanych w szpitalnych izbach przyjęć<ref> Szyszkowicz, Mieczyslaw, Brian Rowe, and Ian Colman. Air pollution and daily emergency department visits for depression. International journal of occupational medicine and environmental health 22.4 (2009): 355–362, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20197262
</ref> (dane z 6. miast kanadyjskich). Istnieją też nowsze badania brytyjskie pokazujące, że zanieczyszczenia powietrza mogą sprzyjać zaostrzeniu problemów psychicznych<ref> Newbury, Joanne B., et al. Association between air pollution exposure and mental health service use among individuals with first presentations of psychotic and mood disorders: retrospective cohort study. The British Journal of Psychiatry (2021): 1–8, https://www.cambridge.org/core/journals/the-british-journal-of-psychiatry/article/association-between-air-pollution-exposure-and-mental-health-service-use-among-individuals-with-first-presentations-of-psychotic-and-mood-disorders-retrospective-cohort-study/010F283B9107A5F04C51F90B5D5F96D6#
</ref>.



W badaniach amerykańskich znaleziono korelację pomiędzy poziomem zanieczyszczenia powietrza a poziomem przestępczości<ref> Herrnstadt, Evan, and Erich Muehlegger. Air Pollution and Criminal Activity: Evidence from Chicago Microdata. No. w21787. National Bureau of Economic Research, 2015, http://www.nber.org/papers/w21787.pdf
</ref>. Przebadano dane dotyczące ponad 2 milionów poważnych przestępstw odnotowanych w Chicago w okresie 12 lat. W dniach kiedy kierunek wiatru był prostopadły do danej ulicy, po stronie ulicy zgodnej z kierunkiem wiatru liczba przestępstw z użyciem przemocy była średnio o 2,2% wyższa niż po stronie przeciwnej. Związek ten występował jedynie w przypadku przestępstw z użyciem przemocy, a nie np. w przypadku przestępstw dotyczących mienia. Autorzy przytaczają także wyniki innych badań dotyczących wpływu zanieczyszczenia powietrza na zachowania ludzkie. Wydaje się, że wpływ ten ma dwojaki charakter: składowe zanieczyszczenia powietrza mogą oddziaływać na centralny układ nerwowy bezpośrednio, wywołując zmiany na poziomie fizjologicznym, jak też pośrednio, na poziomie psychologii jednostki poprzez wywoływanie złego samopoczucia, które może z kolei prowadzić do zachowań antyspołecznych.



Istnieją również badania pokazujące, że zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń powietrza na danym obszarze może zwiększać produktywność pracowników<ref> Graff Zivin, Joshua, and Matthew Neidell. The impact of pollution on worker productivity. American Economic Review 102.7 (2012): 3652–73, https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/aer.102.7.3652
</ref><sup>, </sup><ref> Hanna, Rema, and Paulina Oliva. The effect of pollution on labor supply: Evidence from a natural experiment in Mexico City. Journal of Public Economics 122 (2015): 68–79, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0047272714002096
</ref><sup>, </sup><ref> Chang, Tom, et al. Particulate pollution and the productivity of pear packers. American Economic Journal: Economic Policy 8.3 (2016): 141–69, https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/pol.20150085
</ref><sup>, </sup><ref> Chang, Tom Y., et al. The effect of pollution on worker productivity: evidence from call center workers in China. American Economic Journal: Applied Economics 11.1 (2019): 151–72, https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/app.20160436
</ref><sup>,</sup> <ref> He, Jiaxiu, Haoming Liu, and Alberto Salvo. Severe air pollution and labor productivity: Evidence from industrial towns in China. American Economic Journal: Applied Economics 11.1 (2019): 173–201, https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/app.20170286
</ref>.



= <span id="anchor-6"></span>Wpływ długoletniej ekspozycji na pył zawieszony na sprawność umysłową osób starszych =



Istnieje coraz więcej badań pokazujących, że długotrwałe narażenie na pył zawieszony może nasilać i przyspieszać proces starzenia się układu nerwowego, a w konsekwencji pogłębiać upośledzenie zdolności poznawczych i przyspieszać utratę sprawności umysłowej w podeszłym wieku<ref> Power, Melinda C., et al. Traffic-related air pollution and cognitive function in a cohort of older men. Environmental health perspectives 119.5 (2011): 682, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3094421/
</ref><sup>, </sup><ref> Weuve, Jennifer, et al. Exposure to particulate air pollution and cognitive decline in older women. Archives of internal medicine 172.3 (2012): 219–227, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22332151
</ref><sup>, </sup><ref> Wilker, Elissa H., et al. Long-term exposure to fine particulate matter, residential proximity to major roads and measures of brain structure. Stroke 46.5 (2015): 1161–1166, http://stroke.ahajournals.org/content/46/5/1161.short
</ref><sup>, </sup><ref> Casanova, Ramon, et al. A Voxel-Based Morphometry Study Reveals Local Brain Structural Alterations Associated with Ambient Fine Particles in Older Women. Frontiers in human neuroscience 10 (2016), https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5061768/
</ref><sup>, </sup><ref> Chen, Hong, et al. Living near major roads and the incidence of dementia, Parkinson's disease, and multiple sclerosis: a population-based cohort study. The Lancet 389.10070 (2017): 718–726, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673616323996
</ref><sup>, </sup><ref> Chen, Hong, et al. Exposure to ambient air pollution and the incidence of dementia: a population-based cohort study. Environment international 108 (2017): 271–277, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412017308218
</ref><sup>, </sup><ref> Carey, Iain M., et al. Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England. BMJ open 8.9 (2018): e022404, https://bmjopen.bmj.com/content/8/9/e022404
</ref><sup>, </sup><ref> Zhang, Xin, Xi Chen, and Xiaobo Zhang. The impact of exposure to air pollution on cognitive performance. Proceedings of the National Academy of Sciences 115.37 (2018): 9193–9197, http://www.pnas.org/content/115/37/9193
</ref><sup>.</sup>



Stwierdzono również istotną zależność pojawiania się objawów demencji, w tym choroby Alzheimera, od poziomu różnych zanieczyszczeń związanych z transportem samochodowym (oprócz ozonu) w miejscu zamieszkana<ref> Carey, Iain M., et al. Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England. BMJ open 8.9 (2018): e022404, https://bmjopen.bmj.com/content/8/9/e022404
</ref>.



Już dekadę temu ukazała się praca<ref> Power, Melinda C., et al. Traffic-related air pollution and cognitive function in a cohort of older men. Environmental health perspectives 119.5 (2011): 682, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3094421/
</ref>, której autorzy badali wpływ drobnych frakcji pyłu zawieszonego na funkcje poznawcze grupy 680. mężczyzn (średnia wieku 71 lat) z obszaru metropolitalnego Wielkiego Bostonu. W latach 1996–2007 członków tej grupy poddawano testom oceniającym ich zdolności poznawcze. Poziom ekspozycji na pył zawieszony w miejscu zamieszkania badanych osób oszacowano używając modelu uwzględniającego dane z 83. stacji pomiarowych. Podwyższona ekspozycja na pył zawieszony wiązała się w sposób istotny z gorszymi wynikami testów. Autorzy podają, że pogorszenie sprawności umysłowej zależało w przybliżeniu liniowo od logarytmu ze stężenia pyłu, a dwukrotnie większa ekspozycja odpowiadała różnicy wieku równej 1,9 roku. Można to interpretować jako szybsze starzenie się układu nerwowego osoby narażonej na wyższe stężenia zanieczyszczeń. W innej pracy Power i wsp. sugerują, że wrażliwość na negatywne dla układu nerwowego skutki długotrwałej ekspozycji na pył zawieszony może być uwarunkowana genetycznie<ref> Power, Melinda C., et al. Modification by hemochromatosis gene polymorphisms of the association between traffic-related air pollution and cognition in older men: a cohort study. Environmental Health 12.1 (2013): 16, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3599892/
</ref>.



Weuve i wsp. przebadali jak długoterminowe narażenie na pył zawieszony wpływało na zdolności poznawcze ponad 19 tys. kobiet w wieku 70–81 lat<ref>Weuve, Jennifer, et al. Exposure to particulate air pollution and cognitive decline in older women. Archives of internal medicine 172.3 (2012): 219–227, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22332151
</ref>. Pokazano, że wyższy poziom ekspozycji na zanieczyszczenia związany był z istotnie szybszym pogorszeniem funkcji poznawczych u badanych osób. Według autorów różnica w długoterminowym narażeniu na pył zawieszony równa 10 µg/m<sup>3</sup> odpowiada, jeśli chodzi o zdolności poznawcze, nawet dwuletniej różnicy wieku.



Badania prowadzone na grupie ok. 3 tys. mieszkańców Sztokholmu (Szwecja) obserwowanych przez 11 lat pokazują z kolei, że przewlekłe narażenie na pył PM<sub>2,5</sub> zwiększa ryzyko demencji, szczególnie w przypadku osób cierpiących na choroby sercowo-naczyniowe. Co istotne, badania prowadzono w miejscu gdzie poziom zanieczyszczeń był niski<ref> Grande, Giulia, et al. Association between cardiovascular disease and long-term exposure to air pollution with the risk of dementia. JAMA neurology 77.7 (2020): 801–809, https://jamanetwork.com/journals/jamaneurology/fullarticle/2763459
</ref>.



Pogorszenie sprawności intelektualnej osób starszych wiąże się w oczywisty sposób ze zmniejszeniem lub utratą ich samodzielności, większą liczbą pobytów w szpitalu, częstszą koniecznością opieki pielęgniarskiej (czy to w domu pacjenta, czy w wyspecjalizowanych ośrodkach, takich jak – w realiach polskich – Zakłady Opiekuńczo-Lecznicze czy Domy Pomocy Społecznej), a w końcu ze zwiększoną umieralnością.



Istnieją badania pokazujące, że długotrwała ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza łączy się u osób starszych także z wyższym prawdopodobieństwem występowania niekorzystnych zmian strukturalnych w mózgu<ref> Wilker, Elissa H., et al. Long-term exposure to fine particulate matter, residential proximity to major roads and measures of brain structure. Stroke 46.5 (2015): 1161–1166, http://stroke.ahajournals.org/content/46/5/1161.short
</ref>. Badaniu poddano grupę osób powyżej 60. roku życia, wolnych od demencji i bez przebytych udarów mózgu. Długotrwałe podwyższone narażenie na pył zawieszony PM<sub>2,5</sub> związane było z niekorzystnymi zmianami anatomicznymi w obrębie mózgu, w tym z mniejszą całkowitą objętością mózgu, która uważana jest za wskaźnik zaniku mózgu związanego z wiekiem. Podobnie jak w przypadku przytoczonych niżej badań dzieci i psów z Meksyku<ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Air pollution and brain damage. Toxicologic pathology 30.3 (2002): 373–389, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12051555
</ref><sup>, </sup><ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Pediatric respiratory and systemic effects of chronic air pollution exposure: nose, lung, heart, and brain pathology. Toxicologic Pathology 35.1 (2007): 154–162, http://tpx.sagepub.com/content/35/1/154.short
</ref><sup>,</sup> <ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Air pollution, cognitive deficits and brain abnormalities: a pilot study with children and dogs. Brain and cognition 68.2 (2008): 117–127, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18550243
</ref>, zmiany w mózgu diagnozowano przy użyciu obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI).



Zanieczyszczenie powietrza może też nasilać objawy depresji u osób starszych. Badania prowadzone w Seulu (Korea) na grupie ponad 500. osób wykazały istotny związek między symptomami depresji a stężeniami pyłu zawieszonego PM<sub>10</sub>, dwutlenku azotu i ozonu<ref> Lim, Youn-Hee, et al. Air pollution and symptoms of depression in elderly adults. Environmental health perspectives 120.7 (2012): 1023, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3404652/
</ref>.



= <span id="anchor-7"></span>Mechanizmy szkodliwego oddziaływania pyłu zawieszonego na układ nerwowy =



Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ nerwowy widać nie tylko w badaniach epidemiologicznych. Badania laboratoryjne prowadzone zarówno na zwierzętach, jak i na ludziach pokazują, że najdrobniejsze cząstki pyłu zawieszonego (ang. ''ultrafine particles'', cząstki o średnicy poniżej 0.1 µm) mogą przedostawać się z płuc do układu krążenia<ref> Nemmar, Abderrahim, et al. Passage of intratracheally instilled ultrafine particles from the lung into the systemic circulation in hamster. American journal of respiratory and critical care medicine 164.9 (2001): 1665–1668, http://www.atsjournals.org/doi/abs/10.1164/ajrccm.164.9.2101036#.V1v5d3pb9TA
</ref><sup>,</sup> <ref> Nemmar, Abderrahim, et al. Passage of inhaled particles into the blood circulation in humans. Circulation 105.4 (2002): 411–414, http://circ.ahajournals.org/content/105/4/411.short
</ref> i dalej do mózgu, serca, wątroby, nerek czy śledziony<ref> S. F. Suglia et al. Association of black carbon with cognition among children in a prospective birth cohort study. Am J Epidemiol 167.3 (2008): 280–6, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18006900
</ref><sup>,</sup> <ref> Genc, Sermin, et al. The adverse effects of air pollution on the nervous system. Journal of Toxicology 2012 (2012), http://www.hindawi.com/journals/jt/2012/782462/
</ref>. Ważnym, a często głównym źródłem takich cząstek są silniki spalinowe<ref> Costa, Lucio G., et al. Neurotoxicity of traffic-related air pollution. Neurotoxicology 59 (2017): 133–139, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0161813X15300243
</ref>.



Bardzo drobne cząstki pyłu (sadzy) znaczone radioaktywnym izotopem 13C znajdowano zarówno w kresomózgowiu, jak i w móżdżku szczurów wcześniej poddanych ekspozycji na takie cząstki<ref> Oberdörster, Günther, et al. Translocation of inhaled ultrafine particles to the brain. Inhalation toxicology 16.6–7 (2004): 437–445, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15204759
</ref>. Autorzy stwierdzili, że cząstki pyłu najprawdopodobniej przedostają się do mózgu także za pośrednictwem nerwu węchowego, co potwierdzono w późniejszych pracach<ref> Elder, Alison, et al. Translocation of inhaled ultrafine manganese oxide particles to the central nervous system. Environmental health perspectives (2006): 1172–1178, http://www.jstor.org/stable/3655941?seq=1#page_scan_tab_contents
</ref><sup>,</sup> <ref> Genc, Sermin, et al. The adverse effects of air pollution on the nervous system. Journal of Toxicology 2012 (2012), http://www.hindawi.com/journals/jt/2012/782462/
</ref>.



Przenikanie nanocząstek do mózgu za pośrednictwem nerwu węchowego pokazano również u ludzi<ref> Maher, Barbara A., et al. Magnetite pollution nanoparticles in the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences 113.39 (2016): 10797–10801, http://www.pnas.org/content/113/39/10797.short
</ref>. Konkretnie chodzi tu o cząstki o średnicy poniżej 0.2 μm, składające się z tlenku żelaza – magnetytu, a powstające najprawdopodobniej w wyniku procesów spalania w wysokich temperaturach.



Bardzo istotnych informacji dostarczyły też badania prowadzone w aglomeracji miasta Meksyk<ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Pediatric respiratory and systemic effects of chronic air pollution exposure: nose, lung, heart, and brain pathology. Toxicologic Pathology 35.1 (2007): 154–162, http://tpx.sagepub.com/content/35/1/154.short
</ref><sup>,</sup> <ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Air pollution, cognitive deficits and brain abnormalities: a pilot study with children and dogs. Brain and cognition 68.2 (2008): 117–127, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18550243
</ref>, które obejmowały 73 zdrowe (bez otyłości, czynników ryzyka w kierunku chorób neurologicznych czy zaburzeń umysłowych) dzieci (średnia wieku 10,5 roku) oraz pewną ilość zdrowych, młodych psów z aglomeracji miasta Meksyk i miast kontrolnych o znacznie mniejszym poziomie zanieczyszczenia powietrza: Polotitlán i Tlaxcala<ref> Miasto Meksyk jest częścią ogromnej, ponad 20-milionowej aglomeracji, której mieszkańcy narażeni są przez cały rok na wysokie stężenia pyłu zawieszonego, ozonu, tlenków azotu i innych zanieczyszczeń.
</ref>.



Mózgi zarówno dzieci, jak i psów badano za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Dodatkowo, mózgi psów poddane zostały badaniu histopatologicznemu.



U 56% dzieci i u bardzo podobnego odsetka (57%) psów z aglomeracji Meksyku zaobserwowano zmiany anatomiczne o charakterze patologicznym w obszarze kory przedczołowej. Wśród dzieci z Polotitlán odsetek ten wynosił 7,6%. W porównaniu z grupą dzieci z Polotitlán, dzieci z miasta Meksyk wypadały gorzej w testach psychometrycznych, którym były poddane wszystkie dzieci biorące udział w badaniach. W przeciwieństwie do dzieci z Polotitlán, dzieci z Meksyku wykazywały także zauważalne opóźnienie w stosunku do normalnego rozwoju umysłowego, właściwego dla ich wieku metrykalnego.



U psów z miasta Meksyk badania histologiczne wykazały obecność stanu zapalnego, powiększenie przestrzeni Virchowa-Robina, glejozę oraz depozycję w mózgu cząstek pyłu zawieszonego. Autorzy badań podkreślają, że w swoich wcześniejszych pracach pokazali podobieństwo efektów zdrowotnych ekspozycji na zanieczyszczenia powietrza u ludzi i psów.



Wpływ zanieczyszczeń powietrza na układ nerwowy psów badano także wcześniej<ref> Calderón-Garcidueñas, Lilian, et al. Air pollution and brain damage. Toxicologic pathology 30.3 (2002): 373–389, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12051555
</ref>. Badania histologiczne wykazały u psów obecność przewlekłego stanu zapalnego mózgu, a także zmiany o charakterze patologicznym, zbliżone do tych, jakie obserwuje się przy chorobie Alzheimera. Autorzy stwierdzają, że choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, mogą rozpoczynać się już na stosunkowo wczesnym etapie życia, a zanieczyszczenia powietrza mogą odgrywać w tym procesie istotną rolę. Również Campbell i wsp. wykazali, że ekspozycja na drobne cząstki pyłu zawieszonego podnosi poziom cytokin prozapalnych w tkance mózgowej (w tym wypadku u myszy). Według autorów może się to przyczyniać do powstawania chorób neurodegeneracyjnych (choroba Parkinsona, choroba Alzheimera)<ref> Campbell, A., et al. Particulate matter in polluted air may increase biomarkers of inflammation in mouse brain. Neurotoxicology 26.1 (2005): 133–140, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0161813X04001159
</ref>. To, że przewlekły proces zapalny tkanki mózgowej może mieć kluczowy związek z patogenezą choroby Alzheimera pokazano już kilka lat wcześniej<ref> Hauss-Wegrzyniak, Beatrice, et al. Chronic neuroinflammation in rats reproduces components of the neurobiology of Alzheimer's disease. Brain research 780.2 (1998): 294–303, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006899397012158


</ref>.



W innym badaniu na zwierzętach laboratoryjnych przez okres 10. miesięcy poddawano jedną z 2 grup myszy (samców) działaniu powietrza zanieczyszczanego pyłem zawieszonym PM<sub>2,5</sub> o stężeniu ok. 94 µg/m<sup>3</sup>, ale tylko przez 6 godzin dziennie i przez 5 dni w tygodniu<ref> Fonken, L. K., et al. Air pollution impairs cognition, provokes depressive-like behaviors and alters hippocampal cytokine expression and morphology. Molecular psychiatry 16.10 (2011): 987–995, http://www.nature.com/mp/journal/v16/n10/abs/mp201176a.html
</ref>. Uśrednione po 10–miesięcznym okresie badania stężenie miało wartość jedynie 16,8 µg/m<sup>3</sup>. Grupie kontrolnej podawano powietrze filtrowane. W porównaniu do grupy kontrolnej, myszy poddane działaniu zanieczyszczonego powietrza wykazywały zaburzenia pamięci i orientacji przestrzennej oraz nasilone zachowania o charakterze depresyjnym. Co więcej, u myszy z grupy eksponowanej na zanieczyszczenia, w hipokampie – obszarze mózgu odpowiedzialnym za pamięć, zdolność uczenia się i orientację przestrzenną – zaobserwowano ekspresję cytokin prozapalnych oraz zmiany anatomiczne.



Obserwowanych w badaniach epidemiologicznych zależności między narażeniem na zanieczyszczenia a funkcjonowaniem układu nerwowego nie można więc uznać jedynie za „korelacje, które nie muszą oznaczać związku przyczynowo-skutkowego”. Dodatkowo, badania laboratoryjne na zwierzętach z oczywistych powodów umożliwiają weryfikację hipotez, których nie można sprawdzić na ludziach (lub jest to dużo trudniejsze).



Przegląd zarówno badań epidemiologicznych, jak i badań na zwierzętach można znaleźć m.in. w pracy Costy i współpracowników<ref> Costa, Lucio G., et al. Neurotoxicity of traffic-related air pollution. Neurotoxicology 59 (2017): 133–139, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0161813X15300243
</ref>, poświęconej neurotoksycznemu oddziaływaniu zanieczyszczeń generowanych przez motoryzację (emisje z silników spalinowych, przede wszystkim silników Diesla).

<references />