Edytujesz Wpływ zanieczyszczeń powietrza na centralny układ nerwowy (sekcja)

= <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 />