Ekspozycja na dwutlenek azotu we wczesnym dzieciństwie i okresie prenatalnym może mieć negatywny wpływ na strukturę istoty białej w mózgu – pokazuje badanie, kierowane przez psychologów UJ. Istota biała pełni kluczowe funkcje w komunikacji między obszarami mózgu i odgrywa istotną rolę w procesie uczenia.
Zanieczyszczenie powietrza powszechnie uznaje się za szkodliwe dla układów sercowo-naczyniowego i oddechowego człowieka. W ostatniej dekadzie wiele badań pokazywało, że mieszkańcy obszarów o wysokim poziomie pyłów zawieszonych (PM) oraz dwutlenku azotu (NO₂) częściej zapadają na różne choroby, w tym udar, nadciśnienie tętnicze, zaburzenia rytmu serca, choroby płuc oraz astmę.
Zanieczyszczone powietrze
– Choć wykazano powiązania między ekspozycją na zanieczyszczenia powietrza a zmianami w funkcjach poznawczych dzieci, dowody dotyczące wpływu zanieczyszczeń na ośrodkowy układ nerwowy pozostają niespójne. Różne badania i metody badawcze wskazywały na odmienne obszary kory lub struktur podkorowych, na które wpływa smog – wyjaśnia Paulina Lewandowska z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Wnikliwych informacji o strukturze istoty białej w mózgu mogą dostarczyć zaawansowane techniki badawcze. Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał do jej badania metodę dyfuzyjnego rezonansu magnetycznego (dMRI). To technika obrazowania, która bada ruch cząsteczek wody w tkankach, a szczególnie dobrze sprawdza się w obrazowaniu mikrostruktury tkankowej, w tym gęstości, organizacji oraz spójności włókien nerwowych tworzących istotę białą.
Badacze przeanalizowali wpływ prenatalnej oraz wczesnodziecięcej ekspozycji na zanieczyszczenie powietrza na mózg dzieci w wieku 10–13 lat z rozpoznaniem ADHD i bez niego. Założyli, że dzieci z diagnozą ADHD – jako populacja wrażliwa i podwyższonego ryzyka – mogą być silniej dotknięte skutkami ekspozycji na zanieczyszczenia powietrza.
Badaniem kierowali Paulina Lewandowska i prof. Marcin Szwed z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Z polskich instytucji uczestniczyli w nim również badacze z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego, Uniwersytetu Gdańskiego. Wyniki opublikowano na łamach pisma „Human Brain Mapping” (DOI: 10.1002/hbm.70306).
Ekspozycja na dwutlenek azotu
Badanie przeprowadzono wśród 425 dzieci w wieku 10–13 lat, w tym dzieci z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi – ADHD (116 osób) oraz dzieci rozwijających się typowo (309 osób). Wszystkie uczestniczyły w badaniu NeuroSmog i pochodziły z 18 miejscowości w południowej Polsce. Analiza obejmowała obrazy mózgów dzieci w pierwszych czterech latach życia oraz w II i III trymestrze ciąży. Opiekunowie dostarczyli historię adresów zamieszkania, tak, aby oszacować poziom ekspozycji na zanieczyszczenia.
– Nasze wyniki sugerują, że wczesna ekspozycja na dwutlenek azotu może mieć wykrywalny i negatywny wpływ na mikrostrukturę istoty białej, która pełni kluczowe funkcje w komunikacji między różnymi obszarami mózgu oraz między mózgiem a resztą ciała – opisuje wynik badania Paulina Lewandowska.
Badacze zauważyli, że ekspozycja na dwutlenek azotu w pierwszych czterech latach życia dzieci była związana z pogorszeniem wskaźników integralności istoty białej. Badanie wykazało też, że zanieczyszczenia powietrza mogą negatywnie wpływać na ogólną organizację i strukturę istoty białej, co może sugerować opóźnione dojrzewanie lub procesy zapalne w tkankach mózgu, mające kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania mózgu i dla szybkiego przewodzenia impulsów nerwowych.
– Nie stwierdziliśmy interakcji między ADHD a żadnym z naszych wskaźników związanych z funkcjonowaniem mózgu. Sugeruje to, że choć ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza może zwiększać ryzyko wystąpienia ADHD, nie powoduje cięższych skutków u dzieci z ADHD niż u dzieci rozwijających się typowo – zaznacza Paulina Lewandowska.
W badaniu nie wykryto wpływu pyłów zawieszonych na pracę mózgu dzieci. Brak wykrytych efektów prenatalnej i wczesnodziecięcej ekspozycji na PM w odniesieniu do istoty białej może wynikać ze specyficznego charakteru tych cząstek. Mieszanka zanieczyszczeń powietrza występująca w Polsce może wpływać przede wszystkim na płuca lub serce. Jednak w kontekście rozwoju mózgu, mechanizmy działania tych zanieczyszczeń mogą być bardziej złożone i niekoniecznie wykrywalne za pomocą analiz, które koncentrują się na miarach globalnych.
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. Pexels/ CC0
