Choroba Parkinsona (PD) to drugie najczęściej występujące zaburzenie neurodegeneracyjne mózgu na świecie. Metaanalizy zdają się wskazywać, że kluczową rolę odgrywają czynniki środowiskowe i genetyczne w miarę starzenia się mózgu. Nie mniej choroba ta wciąż pozostawia więcej pytań niż odpowiedzi. Poznanie czynników sprzyjających jej powstaniu pozwoli ograniczyć jej występowanie, spowolnić rozwój, a może nawet opracować skuteczne strategie wyleczenia choroby Parkinsona.
WIĘCEJ LUDZI, WIĘCEJ ZANIECZYSZCZEŃ
Mówiąc o czynnikach środowiskowych mamy na myśli przede wszystkim zanieczyszczenie powietrza. Ludzi na świecie w skali globalnej przybywa w niesamowitym tempie. Jeszcze w 1970 roku na świecie było mniej więcej o połowę mniej ludzi niż dzisiaj. Szacuje się, że za 200 lat obecna liczba niemal 8 miliardów osób podwoi się. W związku z tym znacząco wzrosło zanieczyszczenie powietrza. Zapewne jeszcze wzrośnie. Przykładowo po naszej planecie jeździ już ponad 1 miliard pojazdów, a w zdecydowanej większości napędzają je silniki spalinowe. Nie pozostaje to bez wpływu na klimat, ale również zdrowie.
NOWE PODEJŚCIE
Z tego powodu szwajcarscy naukowcy przeprowadzili jedną z pierwszych w Europie analiz geograficznych częstości występowania choroby Parkinsona na poziomie indywidualnym. Badanie to było częścią większego badania w kantonie Genewa zwanego „Bus Santé”. Ostatecznie do analizy przestrzennej włączono 1.115 pacjentów. Korzystając z metod statystycznych opracowano mapę miejsc, w których choroba Parkinsona występowała częściej (hotspoty) lub rzadziej (coldspoty) niż oczekiwano losowo (w granicach istotności statystycznej). Hotspoty częściej występowały w centrum miasta. Z kolei coldspoty można było zauważyć w rejonach mniej zurbanizowanych oraz na obszarach wiejskich.
Panel A: nieskorygowane skupienia. Panel B: skupienia skorygowane.
Czerwony punkt wskazuje osobę, która mieszka na obszarze, gdzie PD występuje częściej niż oczekiwano losowo (hotspot), niezależnie od tego, czy ta osoba ma PD, czy nie, bazując na miejscu zamieszkania. Statystycznie prawdopodobieństwo wystąpienia PD jest większe niż u osoby określonej przez niebieski punkt.
Zimne punkty (coldspoty) są oznaczone niebieskimi punktami i reprezentują obszary o niższej częstości występowania PD niż można się spodziewać przypadkowo na podstawie miejsca ich zamieszkania.
Częstość występowania PD we wszystkich innych miejscach pobierania próbek jest uważana za niezależną przestrzennie i jest reprezentowana przez białe punkty.
SZKODLIWE SUBSTANCJE
Wykorzystano również rozkłady stężeń dwutlenku azotu (NO2) oraz szkodliwego pyłu zawieszonego o średnicy cząsteczek do 10 mikrometrów (PM10). Tlenek azotu pełni ważną funkcję cząsteczki sygnałowej u zwierząt. Wykorzystywany jest również w przemyśle farmaceutycznym. Nie mniej uważany jest za szkodliwy w wysokich stężeniach. Nie sposób wymienić wszystkich szkodliwych i rakotwórczych substancji z grup benzopirenów, furanów czy dioksyn, tworzących pył zawieszony. Za emisję tych związków odpowiadają głównie elektrownie na paliwa kopalne, procesy produkcyjne, systemy ogrzewania mieszkań na paliwa kopalne oraz pojazdy silnikowe napędzane olejem napędowym czy benzyną.
KORELACJA ZANIECZYSZCZEŃ Z CHOROBĄ PARKINSONA
Określenie związku pomiędzy częstością występowania choroby Parkinsona a stężeniem dwutlenku azotu oraz pyłu zawieszonego wymagało nałożenia na siebie przygotowanych danych przestrzennych. Większości hotspotów nakładała się na obszary o średniorocznych poziomach tlenku azotu i pyłu zawieszonego przekraczających miejscowe normy. Co szczególnie istotne, występowanie choroby Parkinsona w kantonie Genewa wykazywało zależność przestrzenną u niewielkiej, ale znaczącej, bo liczącej 6 %, części pacjentów.
Hotspoty i coldspoty są nałożone na rozkłady przestrzenne zanieczyszczeń atmosferycznych.
W celu poprawy czytelności mapy nie pokazano na niej lokalizacji neutralnych.
WIELOCZYNNIKOWY CHARAKTER CHOROBY PARKINSONA
Badania te potwierdziły również wieloczynnikowy charakter tej choroby i związek jednego z czynników – zanieczyszczenia powietrza – na jej powstanie. Jak już wspomniano, czynniki genetyczne mogą odgrywać kluczową rolę w powstawaniu wielu chorób, w tym choroby Parkinsona. Zważywszy na mechanizmy epigenetyczne w komórkach, zanieczyszczenie powietrza może zwiększać ekspresję genów predysponujących do ujawnienia się tej czy innych chorób. Podobnym negatywnym czynnikiem uruchamiającym te mechanizmy jest stres. Pamiętajmy jednak, że mechanizmy epigenetyczne są dziedziczne i do czasu odwracalne.
WIARYGODNOŚĆ BADAŃ
Badania korelacyjne potrafią sprowadzić na manowce, dlatego zachęcam do przeczytania artykułu o wpływie głodu na wyroki sądowe. Tymczasem omawiane badania zyskują na sile przez pryzmat wcześniejszych badań naukowców z Kalifornii. Odkryli, że w przypadku danio pręgowanego (słodkowodnej ryby popularnej wśród akwarystów) ekspozycja na ekstrakt cząstek stałych silników Diesla powodowała deficyty behawioralne i znaczny spadek liczby neuronów. Następnie ten sam mechanizm sprawdzili na ludzkich komórkach. Doszli do wniosku, że substancje chemiczne zawarte w spalinach wysokoprężnych silników mogą powodować gromadzenie się w mózgu alfa-synukleiny, czyli białka obserwowanego powszechnie u osób z chorobą Parkinsona. To z kolei zaburza autofagię (zwaną też autofagocytozą, tłumacząc wprost: samozjadanie), a więc proces rozkładania starych lub uszkodzonych białek. Innymi słowy ciągle tworzone są nowe białka, jednak stare alfa-synukleiny nie są usuwane prowadząc do niszczenia neuronów.
WNIOSKI Z BADAŃ
Badania te wnoszą pokaźny wkład w dyskusję nad działaniami podejmowanymi w związku z zanieczyszczeniem powietrza. Rzecz jasna konieczne są dalsze badania w innych rejonach świata, aby oszacować skalę wpływu zanieczyszczeń na tę czy inne choroby. Ważne jest także, aby kierować wysiłki na działania, które wpływają korzystnie na ogólny dobrostan. Mowa tu przede wszystkim o zwiększaniu powierzchni zielonych w obszarach mocno zurbanizowanych w miejsce zabetonowanych placów. Wyprowadzka za miasto może nie rozwiązać problemu w sytuacji, kiedy pracujesz w centrum, pomijając konieczność dojazdu przeważnie pojazdem emitującym spaliny. Chyba, że to pojazd elektryczny, ale to tylko zmieniałoby rozkład zanieczyszczeń, bo przecież produkcja tego prądu do najczystszych nie należy.
Źródła:
- Vanessa Fleury, Rebecca Himsl, Stéphane Joost, Nicolas Nicastro, Matthieu Bereau, Idris Guessous, Pierre R. Burkhard, Geospatial analysis of individual-based Parkinson’s disease data supports a link with air pollution: A case-control study, Parkinsonism & Related Disorders, Volume 83, February 2021, Pages 41-48, doi.org/10.1016/j.parkreldis.2020.12.013,
- Lisa M. Barnhill, Sataree Khunsuwan, Daniel Juares, Hiromi Murata, Jesus Araujo, Jeff M. Bronstein, Diesel Exhaust Extract Exposure Induces Neuronal Toxicity by Disrupting Autophagy, Toxicological Sciences, Volume 176, Issue 1, July 2020, Pages 193-202, doi.org/10.1093/toxsci/kfaa055
- https://www.worldometers.info/world-population,
- https://www.worldometers.info/cars,
- https://www.britannica.com/science/nitro-oxide,
- https://www.britannica.com/air-pollution/Fine-particulates.