Mäusestudie verbindet Luftverschmutzung mit Autismus, Schizophrenie
Der Hirnschaden umfasst die Vergrößerung eines Teils des Gehirns, der bei Menschen mit Autismus und Schizophrenie auftritt.
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Umweltgesundheitsperspektiven.
Wie bei Autismus und Schizophrenie traten die Veränderungen überwiegend bei Männern auf. Die Mäuse zeigten auch eine schlechte Leistung bei Tests des Kurzzeitgedächtnisses, der Lernfähigkeit und der Impulsivität.
Die neuen Ergebnisse stimmen mit mehreren neueren Studien überein, die einen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Autismus bei Kindern gezeigt haben.
Vor allem eine Studie aus dem Jahr 2013 in JAMA Psychiatrie berichteten, dass Kinder, die in ihrem ersten Lebensjahr in Gebieten mit hoher verkehrsbedingter Luftverschmutzung lebten, dreimal so häufig Autismus entwickelten.
"Unsere Ergebnisse tragen zu den wachsenden Beweisen bei, dass Luftverschmutzung sowohl bei Autismus als auch bei anderen neurologischen Entwicklungsstörungen eine Rolle spielen kann", sagte Deborah Cory-Slechta, Ph.D., Professorin für Umweltmedizin an der Universität von Rochester und Hauptautor der Studie.
In drei Versuchsreihen setzten Cory-Slechta und ihre Kollegen Mäuse der Luftverschmutzung aus, die normalerweise in mittelgroßen US-Städten während der Hauptverkehrszeit auftritt.
Die Expositionen wurden in den ersten zwei Wochen nach der Geburt durchgeführt, einer kritischen Zeit in der Entwicklung des Gehirns. Die Mäuse wurden zwei Stunden lang täglich vier Stunden lang verschmutzter Luft ausgesetzt.
Bei einer Gruppe von Mäusen wurde das Gehirn 24 Stunden nach der endgültigen Verschmutzung untersucht. Bei all diesen Mäusen war die Entzündung im gesamten Gehirn weit verbreitet, und die lateralen Ventrikel - Kammern auf jeder Seite des Gehirns, die Liquor cerebrospinalis enthalten - waren zwei- bis dreimal so groß wie normal.
"Bei genauerer Betrachtung der Ventrikel konnten wir feststellen, dass sich die weiße Substanz, die sie normalerweise umgibt, nicht vollständig entwickelt hatte", sagte Cory-Slechta.
"Es scheint, dass eine Entzündung diese Gehirnzellen geschädigt und die Entwicklung dieser Region des Gehirns verhindert hat, und die Ventrikel dehnten sich einfach aus, um den Raum zu füllen."
Die Probleme wurden auch bei einer zweiten Gruppe von Mäusen 40 Tage nach der Exposition und bei einer anderen Gruppe 270 Tage nach der Exposition beobachtet, was darauf hinweist, dass die Schädigung des Gehirns dauerhaft war.
Gehirne von Mäusen in allen drei Gruppen hatten auch erhöhte Spiegel an Glutamat, einem Neurotransmitter, der auch bei Menschen mit Autismus und Schizophrenie beobachtet wird.
Der größte Teil der Luftverschmutzung besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffpartikeln, die beim Verbrennen von Kraftstoff durch Kraftwerke, Fabriken und Autos entstehen. Seit Jahrzehnten konzentriert sich die Forschung zu den gesundheitlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung auf den Teil des Körpers, dessen Auswirkungen am offensichtlichsten sind - die Lunge.
Diese Forschung begann zu zeigen, dass Partikel unterschiedlicher Größe unterschiedliche Effekte hervorrufen. Größere Partikel, die von der Environmental Protection Agency (EPA) reguliert werden, sind tatsächlich am wenigsten schädlich, da sie abgehustet und ausgestoßen werden.
Viele Forscher glauben jedoch, dass kleinere Partikel, die als ultrafeine Partikel bekannt sind und nicht von der EPA reguliert werden, gefährlicher sind, da sie klein genug sind, um tief in die Lunge zu gelangen und in den Blutkreislauf aufgenommen zu werden, wo sie überall toxische Wirkungen hervorrufen können Körper.
Diese Annahme veranlasste Cory-Slechta, eine Reihe von Experimenten zu entwerfen, die zeigen würden, ob ultrafeine Partikel eine schädliche Wirkung auf das Gehirn haben, und wenn ja, den Mechanismus aufzudecken, durch den sie Schaden zufügen. Die Studie ist die erste wissenschaftliche Arbeit, die beides leistet.
"Ich denke, diese Ergebnisse werden neue Fragen aufwerfen, ob die aktuellen Regulierungsstandards für die Luftqualität ausreichen, um unsere Kinder zu schützen", sagte Cory-Slechta.
Quelle: Medizinisches Zentrum der Universität von Rochester
