Mäusestudie findet Luftverschmutzung im Zusammenhang mit Depressionen und Gedächtnisproblemen
Forscher des Staates Ohio entdeckten, dass die langfristigen Auswirkungen des Einatmens verschmutzter Luft Veränderungen im Gehirn sowie Schäden an Herz und Lunge verursachen können.
"Die Ergebnisse legen nahe, dass eine längere Exposition gegenüber verschmutzter Luft sichtbare negative Auswirkungen auf das Gehirn haben kann, die zu einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen führen können", sagte Laura Fonken, Hauptautorin der Studie und Doktorandin in Neurowissenschaften.
"Dies könnte wichtige und beunruhigende Auswirkungen auf Menschen haben, die in verschmutzten städtischen Gebieten auf der ganzen Welt leben und arbeiten."
Die Studie erscheint diese Woche online im Journal Molekulare Psychiatrie.
In früheren Studien an Mäusen fanden Forscher heraus, dass Feinstaubpartikel eine weit verbreitete Entzündung im Körper verursachen und mit Bluthochdruck, Diabetes und Fettleibigkeit in Verbindung gebracht werden können.
Diese neue Studie zielte darauf ab, ihre Forschung zur Luftverschmutzung auf das Gehirn auszudehnen.
"Je mehr wir über die gesundheitlichen Auswirkungen einer längeren Exposition gegenüber Luftverschmutzung erfahren, desto mehr Gründe gibt es zu befürchten", sagte Randy Nelson, Mitautor der Studie. "Diese Studie liefert weitere Hinweise auf die negativen Auswirkungen der Verschmutzung auf die Gesundheit."
In der neuen Studie wurden Mäuse zehn Monate lang sechs Stunden am Tag, fünf Tage die Woche entweder gefilterter oder verschmutzter Luft ausgesetzt - fast die Hälfte der Lebensdauer der Mäuse.
Die verschmutzte Luft enthielt Feinstaub, die durch Autos, Fabriken und Naturstaub verursachte Verschmutzung. Die feinen Partikel sind winzig - etwa 2,5 Mikrometer im Durchmesser oder etwa 1/30 der durchschnittlichen Breite eines menschlichen Haares. Diese Partikel können tiefe Bereiche der Lunge und anderer Organe des Körpers erreichen.
Die Konzentration der Partikel, denen die Mäuse ausgesetzt waren, entsprach nach Angaben der Forscher der Konzentration, der Menschen in einigen verschmutzten städtischen Gebieten ausgesetzt sein könnten.
Nach 10 Monaten Exposition gegenüber verschmutzter oder gefilterter Luft führten die Forscher verschiedene Verhaltenstests an den Tieren durch.
In einem Lern- und Gedächtnistest brauchten Mäuse, die die verschmutzte Luft einatmeten, länger, um wesentliche Verhaltensweisen im Zusammenhang mit dem Überleben zu lernen, und erinnerten sich mit geringerer Wahrscheinlichkeit an wichtige Verhaltensweisen.
In einem anderen Experiment zeigten Mäuse, die der verschmutzten Luft ausgesetzt waren, ein depressiveres Verhalten (wie Angstzustände) als die Mäuse, die die gefilterte Luft atmeten.
Um herauszufinden, wie Luftverschmutzung zu diesen Veränderungen beim Lernen führen kann, testeten Gedächtnis- und Stimmungsforscher den Hippocampusbereich des Gehirns von Mäusen.
"Wir wollten uns den Hippocampus genau ansehen, weil er mit Lernen, Gedächtnis und Depression verbunden ist", sagte Fonken.
Die Ergebnisse zeigten deutliche physikalische Unterschiede in den Hippocampi der Mäuse, die verschmutzter Luft ausgesetzt waren, im Vergleich zu denen, die dies nicht waren.
Die Forscher untersuchten speziell Zweige, die aus Nervenzellen (oder Neuronen), sogenannten Dendriten, wachsen. Aus den Dendriten wachsen kleine Vorsprünge, sogenannte Stacheln, die Signale von einem Neuron zum anderen übertragen.
Mäuse, die verschmutzter Luft ausgesetzt waren, hatten weniger Stacheln in Teilen des Hippocampus, kürzere Dendriten und insgesamt eine verringerte Zellkomplexität.
"Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Art von Veränderungen mit einer verminderten Lern- und Gedächtnisfähigkeit verbunden sind", sagte Nelson.
In anderen Studien stellten mehrere Mitautoren dieser Studie fest, dass eine chronische Exposition gegenüber verschmutzter Luft zu einer weit verbreiteten Entzündung des Körpers führt, die mit einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen beim Menschen verbunden ist, einschließlich Depressionen.
Wieder fanden die Forscher Hinweise darauf, dass die niedriggradige Entzündung im Hippocampus offensichtlich war.
Bei Mäusen, die die verschmutzte Luft atmeten, waren entzündungshemmende chemische Botenstoffe - sogenannte entzündungsfördernde Zytokine - im Hippocampus aktiver als bei Mäusen, die die gefilterte Luft atmeten.
"Der Hippocampus ist besonders empfindlich gegenüber entzündungsbedingten Schäden", sagte Fonken. "Wir vermuten, dass die systemische Entzündung, die durch das Einatmen verschmutzter Luft verursacht wird, an das Zentralnervensystem übertragen wird."
Quelle: Ohio State University
