Zanieczyszczenie powietrza a funkcje poznawcze u dzieci
Zespół nadpobudliwości psychoruchowej (ADHD) to stan neurorozwojowy charakteryzujący się niemożnością skupienia się na zadaniach i nadpobudliwym zachowaniu, co utrudnia funkcjonowanie w środowisku szkolnym, rodzinnym i społecznym. Chociaż ADHD jest uważane za chorobę dziedziczną, istnieją pewne czynniki środowiskowe, które w znacznym stopniu przyczyniają się do patofizjologii ADHD. Celem finansowanego ze środków UE projektu APGAR było określenie wpływu zanieczyszczenia powietrza w miastach na funkcjonowanie mózgu i funkcje poznawcze u dzieci. Badania skupiały się na wielopierścieniowych węglowodorach aromatycznych (WWA) emitowanych głównie do powietrza z antropogenicznych źródeł spalania, takich jak dym papierosowy, żywność gotowana z użyciem węgla drzewnego oraz emisje ze spalania paliw kopalnych i biomasy. WWA są bardzo niebezpieczne, ponieważ mogą przenikać przez barierę krew-mózg i powodować zmiany patofizjologiczne, takie jak utrata aktywności neuronów i śmierć komórek. Partnerzy projektu APGAR, wykorzystując strategię porównań podłużnych, przeprowadzili badanie na dzieciach w wieku szkolnym z ogólnej populacji w różnych szkołach w Barcelonie, w Hiszpanii. Testy psychometryczne i pomiary poziomu zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach i na zewnątrz przeprowadzano co tydzień na początku roku szkolnego oraz po upływie 9 miesięcy. „Poprzednie badania skupiały się wyłącznie na efektach w oparciu o wyniki testów. W ramach naszego badania połączyliśmy neuroobrazowanie z wiedzą z dziedziny epidemiologii środowiskowej, tworząc nowe podejście”, wyjaśnia koordynator projektu, dr Mortamais. Zwiększone poziomy zanieczyszczeń powietrza wpływają na strukturę mózgu Naukowcy wykorzystali najpierw metodologię statystyczną i modele regresji, aby zbadać zależności pomiędzy poziomem zanieczyszczeń powietrza w szkołach a obrazami struktur mózgu dzieci uzyskanymi dzięki trójwymiarowemu i funkcjonalnemu obrazowaniu rezonansu magnetycznego (MRI). Następnie ocenili wpływ zmian w mózgu związanych z zanieczyszczeniem powietrza na funkcje poznawcze i zachowanie. Na ostatnim etapie zbadali związek pomiędzy poziomem zanieczyszczeń powietrza a zdolnościami poznawczymi u dzieci. Co ciekawe, wyniki projektu APGAR pokazały, że niewielki wzrost określonych poziomów WWA wewnątrz i na zewnątrz pomieszczeń w środowisku szkolnym wiązał się z redukcją odpowiadającą prawie 2% średniej objętości jądra ogoniastego (CNV). Jądro ogoniaste jest składnikiem zwojów podstawnych zlokalizowanych centralnie w mózgu. Uczestniczy ono w wielu kluczowych procesach poznawczych i behawioralnych, w tym w objawach ADHD i choroby Alzheimera. Zaskakująco, poziomy WWA, a szczególnie poziomy benzo(alfa)pirenu (BAP) były znacznie niższe od ustalonych w przepisach rocznych poziomów docelowych określonych w dyrektywie Rady Europejskiej (2004/107/WE). Chociaż nie udało się bezpośrednio powiązać zmiany objętości jądra ogoniastego zależnej od poziomu WWA z nasileniem objawów ADHD, to jednak stanowi ona problem w rozwoju neurologicznym dzieci. Potrzeba zmiany przepisów dotyczących narażenia na działanie WWA Ponieważ mechanizmy leżące u podstaw neurotoksyczności WWA są obecnie przedmiotem badań, wyniki projektu APGAR dostarczają cennych informacji na temat związku między zanieczyszczeniem powietrza a zaburzeniami poznawczymi u dzieci. Naukowcy sugerują, że WWA powodują uszkodzenia oksydacyjne w szczególnie wrażliwym jądrze ogoniastym mózgu. Co istotne, wyniki projektu sugerują, że zanieczyszczenie powietrza w miastach ma wpływ na struktury mózgu, nawet w przypadkach, gdy poziom narażenia jest znacznie niższy niż zalecany przez Unię Europejską. Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań metodą obrazowania rezonansu magnetycznego w celu potwierdzenia wpływu długotrwałego narażenia na zanieczyszczenie powietrza. „Nasze wyniki powinny stać się impulsem do przeprowadzenia ponownej oceny rocznego celu legislacyjnego Unii Europejskiej”, stwierdza dr Mortamais. Niewątpliwie oczekuje się, że poprawa jakości powietrza wpłynie korzystnie na stan zdrowia społeczeństwa, co bezpośrednio zmniejszy obciążenie związane z chorobami wywoływanymi przez zanieczyszczenie powietrza w Europie.
Słowa kluczowe
APGAR, mózg, zanieczyszczenie powietrza, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), funkcje poznawcze, zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), benzo(alfa)piren (BAP), jądro ogoniaste
