Onderzoekers die kijken naar de hersenstammen van kinderen en jongvolwassenen die levenslang zijn blootgesteld aan luchtvervuiling in Mexico-Stad, hebben verontrustende aanwijzingen gevonden voor schade. Eerdere studies hebben de blootstelling aan fijnstof aan luchtverontreiniging in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer, en onderzoekers hebben ook bewijs gerapporteerd van van luchtvervuiling afgeleide nanodeeltjes in de frontale cortex van de hersenen.
Maar na onderzoek van de hersenstammen van 186 jonge inwoners van Mexico-Stad tussen 11 maanden en 27 jaar oud, vonden onderzoekers, waaronder professor Barbara Maher van de Lancaster University, niet alleen markers van de ziekte van Alzheimer, maar ook van Parkinson en van de ziekte van motorneuronen (MND ) ook. Deze markers van ziekte gingen gepaard met de aanwezigheid van minuscule, onderscheidende nanodeeltjes in de hersenstam – hun uiterlijk en samenstelling duiden erop dat ze waarschijnlijk afkomstig waren van voertuigvervuiling.
Dit heeft ertoe geleid dat onderzoekers concluderen dat luchtverontreiniging van deze aard – of het nu wordt ingeademd of ingeslikt – mensen het risico op mogelijke neurologische schade brengt.
De hersenstam is het achterste deel van de hersenen dat het centrale zenuwstelsel reguleert, het hart en de ademhalingsfrequentie regelt, en hoe we de positie en beweging van ons lichaam waarnemen, inclusief bijvoorbeeld ons evenwichtsgevoel.
Professor Maher zei: “Niet alleen vertoonden de hersenstammen van de jonge mensen in het onderzoek de ‘neuropathologische kenmerken’ van Alzheimer, Parkinson en MND, ze hadden ook hoge concentraties van ijzer-, aluminium- en titaniumrijke nanodeeltjes in de hersenstam – specifiek in de substantia nigra en het cerebellum.
“De ijzer- en aluminiumrijke nanodeeltjes in de hersenstam lijken opvallend veel op de deeltjes die voorkomen als door verbranding en wrijving afgeleide deeltjes in luchtverontreiniging (van motoren en remsystemen).
“De titaniumrijke deeltjes in de hersenen waren anders – opvallend naaldachtig van vorm; vergelijkbare deeltjes werden waargenomen in de zenuwcellen van de darmwand, wat suggereert dat deze deeltjes de hersenen bereiken nadat ze zijn ingeslikt en van de darm naar de zenuwcellen zijn verplaatst die de hersenstam met het spijsverteringsstelsel verbinden. ”
De ‘neuropathologische kenmerken’ die zelfs bij de jongste baby (11 maanden oud) werden aangetroffen, waren onder meer zenuwcelgroei en plaques en klitten gevormd door verkeerd gevouwen eiwitten in de hersenen. Schade aan de substantia nigra houdt rechtstreeks verband met de ontwikkeling van de ziekte van Parkinson op latere leeftijd. Eiwit-misvouwing die eerder verband hield met MND was ook duidelijk, wat duidt op gemeenschappelijke causale mechanismen en paden voor vorming, aggregatie en voortplanting van deze abnormale eiwitten.
Het enige dat alle jonge mensen die in het onderzoek werden onderzocht gemeen hadden, was hun blootstelling aan hoge niveaus van fijnstofvervuiling.
Professor Maher zegt dat de associaties tussen de aanwezigheid van schade aan cellen en hun individuele componenten – vooral de mitochondriën (sleutel voor het opwekken van energie en signalering tussen cellen) – en deze metaalrijke nanodeeltjes een ‘rokend pistool’ zijn.
Dergelijke metaalrijke deeltjes kunnen ontstekingen veroorzaken en werken ook als katalysator voor overmatige vorming van reactieve zuurstofsoorten, waarvan bekend is dat ze oxidatieve stress en uiteindelijk de dood van neuronen veroorzaken. Cruciaal is dat de hersenstammen van op leeftijd en geslacht afgestemde controles die in gebieden met minder vervuiling woonden, niet de neurodegeneratieve pathologie hebben laten zien die wordt gezien bij de jonge inwoners van Mexico-Stad.
Deze nieuwe bevindingen laten zien dat van vervuiling afgeleide, metaalrijke nanodeeltjes de hersenstam kunnen bereiken door inademing of inslikken, en dat ze in verband worden gebracht met schade aan belangrijke componenten van zenuwcellen in de hersenstam, waaronder de substantia nigra.
Zelfs bij deze jonge inwoners van Mexico-Stad is het type neurologische schade dat verband houdt met de ziekte van Alzheimer, Parkinson en motorneuronen al duidelijk. Deze gegevens duiden op het potentieel voor een pandemie van neurologische ziekten in sterk vervuilde steden over de hele wereld, aangezien mensen een langere levensduur ervaren en volledige symptomen van eerdere, chronische neurologische schade optreden.
Professor Barbara Maher zei: “Het is van cruciaal belang om de verbanden te begrijpen tussen de nanodeeltjes die je inademt of slikt en de impact die die metaalrijke deeltjes hebben op de verschillende delen van je hersenen.
“Verschillende mensen zullen verschillende niveaus van kwetsbaarheid hebben voor dergelijke blootstelling aan deeltjes, maar onze nieuwe bevindingen geven aan dat aan welke luchtverontreinigende stoffen je wordt blootgesteld, wat je inademt en inslikt, echt significant is bij de ontwikkeling van neurologische schade.
“Met dit in gedachten wordt de beheersing van bronnen van luchtverontreiniging met nanodeeltjes kritiek en urgent.”
Links
- https://www.lancaster.ac.uk/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935120310367?via%3Dihub
- https://www.lancaster.ac.uk/lec/about-us/people/barbara-maher
Videos