So zvyšujúcim sa množstvom pevných častíc sa zvyšuje aj počet prípadov demencie v regióne. Nedávne štúdie ukazujú, ako sa častice môžu dostať z pľúc a nosa do mozgu a spôsobiť tam poškodenie.

Môj prvý deň v Mexico City bol náročný. Smog bol taký hustý, že keď som vystupoval po schodoch, lapal som po dychu. Očakával som bolesť hlavy; mesto sa nachádza na náhornej plošine vo výške 2250 metrov nad morom a obsah kyslíka vo vzduchu je primerane nižší ako na pobreží. Prekvapilo ma však, ako veľmi ma znečistený vzduch štípal v očiach a pľúcach.

V roku 1992 vyhlásila Organizácia Spojených národov Mexico City za najviac znečistenú metropolu na svete. Odvtedy jeho správa urobila veľa pre zlepšenie situácie. S určitými úspechmi: Mesto je právom hrdé na kilometre cyklotrás a sviežich parkov. Pohľad na rozmazaný horizont však ukazuje, že toto úsilie stále nie je dostatočné. Vo väčšine dní je v ovzduší oveľa viac sadzí, ako sú limity odporúčané Svetovou zdravotníckou organizáciou. Zvýšený je aj obsah ďalších znečisťujúcich látok. Viac ako 9,6 milióna vozidiel a približne 50 000 továrenských komínov vyfukuje svoje výfukové plyny do centra mesta. Tie zahalujú metropolu toxickou zmesou, ktorá poškodzuje pľúca a srdce. Mnohí vedci sa zhodujú, že znečistenie má vplyv aj na nervový systém.

Štúdia uverejnená v roku 2018 zistila v mozgoch obyvateľov mesta deštrukciu charakteristickú pre Alzheimerovu chorobu. Všetky testované osoby mali menej ako 40 rokov. Za normálnych okolností sa prvé príznaky ochorenia objavujú až v oveľa vyššom veku. Mexiko City v tomto prípade nie je výnimkou: Pred niekoľkými rokmi tím z Harvardovej univerzity uverejnil svoju analýzu údajov o desiatich miliónoch poberateľov americkej zdravotnej starostlivosti nad 65 rokov žijúcich v 50 rôznych mestách na severovýchode USA. Vedci objavili silnú koreláciu medzi určitými látkami znečisťujúcimi ovzdušie a výskytom viacerých neurodegeneratívnych ochorení vrátane Alzheimerovej choroby..Ďalšie štúdie priniesli podobné výsledky. "Vplyv znečistenia ovzdušia sa stáva jednou z najhorúcejších oblastí výskumu Alzheimerovej choroby," vysvetľuje George Perry, neurobiológ z Texaskej univerzity v San Antoniu a šéfredaktor časopisu Journal of Alzheimer's Disease. Mnohí odborníci uznávajú, že znečistenie ovzdušia môže prispievať k rozvoju tejto choroby, hovorí Perry. Toxikológ Masashi Kitazawa z Kalifornskej univerzity v Irvine toto hodnotenie potvrdzuje. "Vo výskume Alzheimerovej choroby hrá hlavnú úlohu vplyv génov a dlho sa takmer nikto nechcel zaoberať niečím iným," hovorí. "V posledných troch alebo štyroch rokoch však explodoval počet prác, ktoré spájajú znečistenie ovzdušia s poklesom kognitívnych funkcií." Pri najčastejšej forme Alzheimerovej choroby, ktorá sa začína v neskoršom veku, by životný štýl a škodlivé vplyvy životného prostredia mohli predstavovať 40 až 65 % rizika vzniku ochorenia. Znečistenie ovzdušia je jedným z hlavných faktorov.

Mozog znečistený pevnými časticami

Mimoriadne znepokojujúce sú údaje o suspendovaných kvapôčkach naplnených toxínmi alebo pevnými časticami s priemerom približne jednej tridsatiny ľudského vlasu. Tieto pevné častice (známe aj ako PM2_,5 kvôli svojej špecifickej veľkosti) zvyčajne vznikajú pri spaľovaní ropy, plynu, uhlia a dreva. Vypúšťajú ich najmä osobné a nákladné autá a elektrárne. Pri každom nádychu sa tieto častice dostávajú hlboko do pľúc a odtiaľ do krvi. Týmto spôsobom majú PM2_,5 ničivé účinky na dýchací a kardiovaskulárny systém človeka. S úrovňou znečistenia sa zvyšuje výskyt rakoviny, infarktov, mozgových príhod a predčasných úmrtí.

"Vplyv znečistenia ovzdušia sa stáva jednou z najhorúcejších oblastí výskumu Alzheimerovej choroby" George Perry

Kedysi sa predpokladalo, že mozog je pred takýmto útokom chránený. Veď má hematoencefalickú bariéru, vrstvu pevne uzavretých buniek, ktorá lemuje cievy v mozgu. Táto bariéra zabraňuje prenikaniu toxických látok z krvi do mozgového tkaniva. Nanešťastie existujú presvedčivé dôkazy, že PM2_,5 sa napriek tomu môžu dostať do mozgu dvoma spôsobmi: Po prvé, častice môžu zmeniť hematoencefalickú bariéru tak, že sa stane priepustnejšou pre znečisťujúce látky. Po druhé, môžu úplne obísť bariéru tým, že preniknú cez nos do čuchového nervu a odtiaľ sa dostanú do čuchového bulbu. Ukazuje sa, že mozog nie je pred neúprosným náporom znečisteného ovzdušia chránený o nič lepšie ako iné orgány.

Včasné príznaky Alzheimerovej choroby už u bábätiek a batoliat

Veľká časť najnovších prác, ktoré spájajú zlú kvalitu ovzdušia a ochorenia mozgu, vychádza z výskumu Lilian Calderón-Garcidueñasovej. Táto neuropatologička z univerzity v Montane sa narodila neďaleko Mexico City a vyrastala v blízkosti metropoly. Už desaťročia skúma zdravotné účinky znečistenia v tomto regióne. Začiatkom roku 2000 vykonala pitvu 32 psov, ktorí žili na juhozápade Mexico City. V ich mozgoch našla známky degeneratívnych procesov.

Tento objav ju podnietil k tomu, aby preskúmala ľudí, ktorí žili v podobných štvrtiach. To, čo videla - ložiská podobné tým, ktoré sa nachádzajú u pacientov s Alzheimerovou chorobou v mozgoch bábätiek a malých detí - ju znepokojilo. V roku 2008 napísala, že vystavenie znečistenému ovzdušiu by sa malo považovať za rizikový faktor Alzheimerovej choroby. Týka sa to najmä ľudí, ktorí sú vzhľadom na svoju genetickú výbavu náchylnejší na toto ochorenie.

Závery Calderón-Garcidueñasovej podporujú aj novšie štúdie. Jennifer Weuveová, docentka na Fakulte verejného zdravia Bostonskej univerzity, viedla jednu z prvých celoamerických štúdií o súvislosti medzi znečistením ovzdušia a neurologickými ochoreniami. Výsledky spolu so svojím tímom publikovala v roku 2012. "Mali sme dva náznaky prepojenia medzi starnutím mozgu a znečistením ovzdušia," vysvetľuje. Prvým bol vplyv na kardiovaskulárny systém: zvyšujúci sa počet infarktov a mŕtvic. "Mozog je závislý od fungujúceho krvného obehu. Takže to samozrejme vyvolalo obavy, že by to mohlo mať vplyv aj na mozog."

Druhá stopa bola jemnejšia. Toxikológovia vykonali niekoľko dobre kontrolovaných štúdií na zvieratách vystavených ovzdušiu s vysokým obsahom pevných častíc. Častice sa skutočne dostali do mozgu. "Niektoré z týchto častíc obsahovali známe neurotoxíny, napríklad mangán. Vedeli sme, že to nemôže byť dobré," hovorí Weuve.

Údaje z ďalších epidemiologických štúdií teraz potvrdzujú, že pevné častice sú rizikovým faktorom. V rámci štúdie uverejnenej v roku 2018 výskumníci počas ôsmich rokov sledovali zdravotný stav približne 131 000 Londýnčanov vo veku 50 až 79 rokov. Najviac prípadov demencie napočítali medzi tými, ktorí boli vystavení najhoršiemu znečisteniu ovzdušia. Súvislosť medzi Alzheimerovou chorobou a_časticami PM2_,5 bola obzvlášť silná. K podobným záverom dospela aj štúdia na takmer 100 000 ľuďoch na Taiwane. Vedci z Torontskej univerzity analyzovali údaje od 6,6 milióna ľudí v kanadskej provincii Ontario. Ľudia, ktorí žili do 50 metrov od hlavnej cesty, mali o 12 % vyššie riziko demencie ako tí, ktorí žili vo vzdialenosti viac ako 200 metrov.

Všetko náhoda?

Takéto štúdie majú svoje obmedzenia. Ukazujú však, kedy sa dva faktory - v tomto prípade znečistenie ovzdušia a Alzheimerova choroba - čoraz častejšie vyskytujú spoločne. Nemôžu však dokázať, či a ako spolu súvisia. Na to sú potrebné štúdie, v ktorých sú organizmy špecificky vystavené podozrivému rizikovému faktoru. Bolo by však neetické žiadať ľudí, aby sa vedome vystavovali znečistenému ovzdušiu celé mesiace alebo roky. Ale len na základe údajov z takýchto kontrolovaných experimentov môžu vedci určiť, či znečistenie ovzdušia spôsobuje, že obyvatelia regiónu sú náchylnejší na Alzheimerovu chorobu, alebo či za zvýšeným výskytom tejto choroby stoja iné faktory.

"V ideálnom svete by každý nosil monitor znečistenia ovzdušia, aby sme mohli v reálnom čase získavať údaje o jeho vystavení znečisťujúcim látkam" Jennifer Weuveová

"V dokonalom svete by každý nosil monitor znečistenia ovzdušia, aby sme mohli v reálnom čase získavať údaje o úrovni znečistenia," hovorí Weuveová. "Ale my nežijeme v dokonalom svete." Preto jej tím spolupracuje s odborníkmi, ktorí vytvárajú modely na odhad úrovne znečistenia v regióne. To však nestačí: Pri Alzheimerovej chorobe je dôležitá chronická, dlhodobá expozícia. "Nemáme ani celosvetový register pacientov s Alzheimerovou chorobou, nehovoriac o dostatočných zdrojoch na monitorovanie ľudí mnoho rokov predtým, ako sa u nich choroba rozvinie." V niektorých regiónoch sveta je znečistenie ovzdušia také zlé, že ľudia zomierajú na srdcové choroby skôr, ako sa u nich vôbec môžu prejaviť príznaky neskorej Alzheimerovej choroby.

Vedci používajú zvieracie modely na podrobnejšie preskúmanie tejto súvislosti. S ich pomocou sledujú aj biologické mechanizmy, ktoré by mohli spôsobiť pokles kognitívnych funkcií. V roku 2015 tím pod vedením neurobiológa Colina Combsa z Univerzity v Severnej Dakote napumpoval znečistený vzduch do klietok s geneticky identickými myšami. Výskumníci menili koncentráciu znečisťujúcich látok a dĺžku trvania liečby. Čím vyššia bola expozícia, tým väčšie poškodenie u zvierat pozorovali. "Naše údaje podporujú teóriu, že dlhodobé vystavenie ovzdušiu znečisťujúcim časticiam mení mozog a podporuje rozvoj včasnej patológie podobnej Alzheimerovej chorobe," vysvetľuje Combs. V roku 2018 vedci z Cedars-Sinai Medical Centre v Los Angeles oznámili, že ťažké kovy zo znečisteného ovzdušia prenikajú do mozgov potkanov už po niekoľkých mesiacoch. Tieto látky tam zrejme aktivujú gény, ktoré podporujú neurodegeneratívne procesy a rakovinu.

Znečistenie životného prostredia poškodzuje cievy, a tým zvyšuje riziko Alzheimerovej choroby a iných foriem demencie. DNA mnohých ľudí s neskorým nástupom Alzheimerovej choroby obsahuje génové varianty, ktoré ich robia náchylnejšími na toto ochorenie. Znečistené ovzdušie by mohlo s niektorými z nich interagovať, a tak podporovať rozvoj ochorenia, vysvetľuje klinická psychologička Margaret Gatzová z University of Southern California. Mozog postihnutých by potom rýchlejšie starol a odumieralo by viac ich neurónov. "Existujú dôkazy, že rizikové faktory ciev sú pre ľudí s variantom génu _APOE4 nebezpečnejšie," vysvetľuje, "ale mnohé štúdie sa zameriavali na genetické riziko ochorenia a prakticky ignorovali zložku životného štýlu a životného prostredia.

"To, čo toxické látky z pevných častíc spôsobujú mozgu, dobre zapadá do predstáv o tom, ako sa vyvíjajú poškodenia súvisiace s Alzheimerovou chorobou.Ako vysvetľuje neurotoxikologička Deborah Cory-Slechta z lekárskeho centra Rochesterskej univerzity, u zvierat aj u ľudí tieto látky stimulujú imunitné bunky v mozgu, známe ako mikroglie, k uvoľňovaniu cytokínov. Tieto signálne molekuly pomáhajú riadiť imunitnú obranu a zápal. Za normálnych okolností to chráni náš mozog pred vonkajšími votrelcami.

Dlhodobé vystavenie znečistenému ovzdušiu môže viesť k nadprodukcii prozápalových cytokínov, a tým k chronickému zápalu, ktorý vedie k odumieraniu nervových buniek. "Zdá sa, že najdôležitejším faktorom v tomto procese sú ultrajemné prachové častice," poznamenáva Cory-Slechta.

Je však ťažké určiť, ktoré zložky častíc spôsobujú problémy. "Po prvé, máme o tom veľmi málo historických údajov," vysvetľuje výskumníčka. To sťažuje posúdenie relatívnej koncentrácie znečisťujúcich látok v životnom prostredí. Po druhé, obsahujú mnoho zložiek, ktoré sa dajú len ťažko testovať samostatne. Pevné častice vo výfukových plynoch obsahujú stovky látok, od toxínov, ako je oxid siričitý a oxidy dusíka, až po respirabilné častice z oteru bŕzd, pneumatík a spojok motorových vozidiel.

Podľa Coryho-Slechtu majú látky znečisťujúce ovzdušie tendenciu hromadiť sa v mozgu počas mnohých rokov. Čo presne sa tam dostáva cez pľúca, ešte nie je úplne jasné. Je tiež otázne, kedy tieto látky začnú spôsobovať problémy. "Železo, zinok, meď a ďalšie kovy mozog potrebuje, ale len v určitých množstvách," vysvetľuje. "Príliš veľa železa vyvoláva oxidačný stres, ktorý môže viesť k neurodegenerácii. Niektoré škodliviny, ako napríklad hliník, nehrajú v mozgu významnú úlohu, ale majú tendenciu sa tam hromadiť a spôsobovať zápalové reakcie." Problematické nie sú len kovy. Podľa neurotoxikológa sa na neurodegeneratívnych ochoreniach môžu podieľať aj organické znečisťujúce látky.

Z čističky odpadových vôd do nervového systému

Patria medzi ne napríklad lipopolysacharidy. Pôvodne pochádzajú z baktérií. V okolitom ovzduší sa šíria z čističiek odpadových vôd a iných zdrojov. Môžu sa naviazať na drobné častice a pri vdýchnutí spôsobiť zápalovú reakciu v pľúcach. Pri pokusoch na zvieratách vedci dokázali, že lipopolysacharidy a iné organické látky sa niekedy dostávajú do mozgu a vyvolávajú zápal a následnú neurodegeneráciu.

Jiu-Chiuan Chen, lekár a epidemiológ z University of Southern California, sa špecializuje na štúdium látok znečisťujúcich ovzdušie v mozgu. Hoci je stále otázne, ako jednotlivé zložky pôsobia, zmes jednoznačne prispieva k poškodeniu mozgu a kognitívnym problémom, vysvetľuje. Chen bol spoluautorom štúdie uverejnenej v roku 2019, v ktorej sa opisuje súvislosť medzi znečistením pevnými časticami, štrukturálnymi zmenami v mozgu a stratou pamäti u starších žien. Spolu s kolegami analyzoval údaje zo zobrazovacích techník a kognitívnych testov pomocou matematického modelu, ktorý zahŕňal hodnoty z dvoch rôznych zdrojov o kvalite ovzdušia v životnom prostredí testovaných osôb.

Oslabenie dlhodobej pamäte

"Zistili sme, že epizodická pamäť sa zhoršila skôr u žien s najvyššou expozíciou znečisťujúcim látkam," vysvetľuje. Tento typ dlhodobej pamäte umožňuje ľuďom vybaviť si minulý zážitok - vrátane miesta a času, kedy sa stal, a aké emócie tento moment vyvolal. Straty, ktoré Chen u žien pozoroval, sa objavili ešte pred príznakmi Alzheimerovej choroby. Okrem toho účinky neboli závislé od stavu kardiovaskulárneho systému testovaných osôb. Ukázalo sa, že ľudia s oslabenou epizodickou pamäťou majú výrazne zvýšené riziko vzniku Alzheimerovej choroby.

"Existuje viac ako desať štúdií, ktoré spájajú vysokú expozíciu znečisťujúcim látkam v neskoršom veku a demenciu," hovorí Chen. "Dôkazy sú dosť presvedčivé." Či je však faktorom aj vystavenie v mladom veku, je menej jasné. "Toxikológovia už robia pokusy na mladých zvieratách a pozorujú patologické zmeny. Zdá sa, že malé častice môžu urýchliť proces tvorby plaku. Zatiaľ si však nie sme istí, či sa to deje aj u ľudí." Dodáva, že by mohlo ísť o genetickú zložku - niektorí môžu byť na účinky znečistenia náchylnejší ako iní. Môže existovať podskupina ľudí, ktorí sú vystavení veľmi vysokému riziku. "Naše súčasné štúdie ešte nie sú dostatočne komplexné na to, aby sme mohli odpovedať na túto otázku."

Niektorí vidia v doterajších zisteniach aj niečo dobré: ponúkajú možnosť prijať opatrenia na zníženie rizika ochorenia pre mnohých ľudí. Epidemiologička Melinda Powerová z Univerzity Georgea Washingtona skúma modifikovateľné rizikové faktory kognitívneho úpadku a demencie. "Momentálne sa zdá, že najlepšou možnosťou je prevencia prostredníctvom zmeny faktorov životného prostredia a životného štýlu," hovorí, "a zdá sa, že vystavenie znečistenému ovzdušiu je obzvlášť dôležité."

Epidemiologička Kelly Bakulski z Michiganskej univerzity dodáva, že tieto údaje sú silným argumentom pre prísnejšie kontroly kvality ovzdušia. "Na rozdiel od našich génov môžeme ovplyvniť environmentálne faktory. Odstránenie znečisťujúcich látok z nášho životného prostredia nebude mať škodlivé účinky, ale skôr mnohé pozitívne," vysvetľuje.

K zníženiu rizika ochorenia prispievajú aj zmeny životného štýlu. "Ukázalo sa, že fyzická aktivita znižuje riziko Alzheimerovej choroby," vysvetľuje Margaret Gatzová. Cvičenie funguje tak, že zlepšuje prietok krvi do mozgu. Zvyšuje tiež produkciu proteínu nazývaného BDNF, ktorý podporuje rast a udržiavanie mozgových buniek. Vieme, akú devastáciu táto choroba spôsobuje. Je preto načase prijať takéto preventívne opatrenia. "Máme na to prostriedky," hovorí Bakulski, "a vzhľadom na riziko ich musíme využiť."

Autor: Mgr: