In de jaren negentig merkten inwoners van Mexico-Stad dat hun honden zich vreemd gedroegen – sommigen herkenden hun baasjes niet en het slaappatroon van de dieren veranderde.
In die tijd stond de uitgestrekte stad met meer dan 15 miljoen inwoners bekend als de meest vervuilde stad ter wereld, met een dikke, aanhoudende waas van vervuiling door fossiele brandstoffen die werd vastgehouden door thermische inversies.
In 2002 onderzocht toxicoloog en neuropatholoog Lilian Calderon-Garciduenas, die verbonden is aan zowel de Universidad del Valle de México in Mexico-Stad als de Universiteit van Montana, hersenweefsel van 40 honden die in de stad woonden en 40 anderen uit het nabijgelegen landelijke gebied. met schonere lucht. Ze ontdekte dat de hersenen van stadshonden tekenen van neurodegeneratie vertoonden, terwijl plattelandshonden veel gezondere hersenen hadden.
Calderón-Garcidueñas ging verder met het bestuderen van de hersenen van 203 menselijke inwoners van Mexico-Stad, van wie er slechts één geen tekenen van neurodegeneratie vertoonde. Dit leidde tot de conclusie dat chronische blootstelling aan vervuilde lucht het reuksysteem van mensen op jonge leeftijd negatief kan beïnvloeden en hen vatbaarder kan maken voor neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer en Parkinson.
De verontreinigende stof die de “grote rol” speelt, is fijnstof, zei Calderón-Garcidueñas. “Niet de groten, maar de kleintjes die over barrières heen kunnen. We kunnen nanodeeltjes detecteren in neuronen, in gliacellen, in epitheelcellen. We zien ook dingen die er helemaal niet zouden moeten zijn: titanium, ijzer en koper.”
Het werk dat de Mexicaanse wetenschapper doet, draagt bij aan een groeiend aantal bewijzen dat aantoont dat het inademen van vervuilde lucht niet alleen hart- en longschade veroorzaakt, maar ook neurodegeneratie en geestelijke gezondheidsproblemen.
Het is algemeen bekend dat luchtverontreiniging ernstige gevolgen heeft voor het menselijk lichaam en bijna elk orgaan aantast. Astma, hart- en vaatziekten, kanker, voortijdige sterfte en beroerte behoren tot een lange lijst van problemen die kunnen worden veroorzaakt door blootstelling aan vervuilde lucht, die volgens de Wereldgezondheidsorganisatie bovenaan de lijst van gezondheidsbedreigingen wereldwijd staat en 7 miljoen doden per jaar veroorzaakt. Kinderen en baby’s zijn bijzonder vatbaar.
Het bepalen van de impact van luchtvervuiling op de hersenen is moeilijker dan op andere organen vanwege de ontoegankelijkheid, dus het is niet zo grondig bestudeerd, aldus de onderzoekers. Of luchtverontreiniging de ziekte van Alzheimer of Parkinson kan veroorzaken of eraan kan bijdragen, is niet door de wetenschap vastgesteld. Maar het werk van Calderón-Garcidueñas loopt voorop door aan te tonen dat luchtverontreiniging rechtstreeks naar de hersenen gaat via de lucht die we inademen, en ernstige gevolgen heeft.
Sommige psychotherapeuten melden dat ze patiënten hebben gezien met symptomen die voortkomen uit vervuilde lucht. Vervuiling lijkt niet alleen symptomen te veroorzaken of te verergeren; neemt ook vormen van opluchting.
“Als we sporten en tijd doorbrengen in de natuur, worden we extreem veerkrachtig”, zegt Kristen Greenwald, milieumaatschappelijk werker en assistent-professor aan de Universiteit van Denver. “Veel mensen doen dat buiten. Dit is hun coping-mechanisme; heeft een kalmerend effect op het zenuwstelsel.”
Op vervuilde dagen kunnen veel van haar klanten ‘niet naar buiten gaan zonder zich misselijk of nerveuzer te voelen’.
Megan Herting, die de effecten van luchtverontreiniging op de hersenen bestudeert aan de Universiteit van Zuid-Californië, zei dat omgevingsfactoren tegenwoordig moeten worden meegenomen in de beoordelingen van artsen, vooral in plaatsen als Zuid-Californië en het front van Colorado, waar hoge niveaus van lucht vervuiling is een chronisch probleem.
“Als ik naar een medische kliniek ga, vragen ze me zelden waar ik woon en hoe mijn thuisomgeving is”, zei ze. “Waar we wonen, waar we aan worden blootgesteld, is belangrijk bij het nadenken over preventie en behandeling.”
In de afgelopen twee decennia is door nieuwe technologieën het onderzoek naar luchtverontreiniging en de effecten ervan op het menselijk zenuwstelsel exponentieel gegroeid.
Onderzoek toont aan dat kleine deeltjes de filtersystemen van het lichaam omzeilen wanneer ze door neus en mond worden ingeademd en rechtstreeks naar de hersenen gaan. Fijne en ultrafijne deeltjes, die onder andere afkomstig zijn van dieseluitlaatgassen, roet, stof en rook van bosbranden, bevatten vaak metalen die meeliften en hun effecten verergeren.
Een veranderend klimaat zal de effecten van luchtverontreiniging op de hersenen en de geestelijke gezondheid waarschijnlijk verergeren. Hogere temperaturen reageren met uitlaatemissies van auto’s om meer ozon te creëren dan wordt gegenereerd wanneer het koeler is. En meer en grotere bosbranden zullen naar verwachting meer dagen met rokerige luchten betekenen.
Ozon is in verband gebracht met neurodegeneratie, verminderde cerebrale plasticiteit, neuronale dood en verminderd leren en geheugen. De ozonniveaus zijn extreem hoog in Los Angeles en de bergvalleien van het westen, waaronder Colorado’s Front Range, Phoenix en Salt Lake City.
Luchtverontreiniging veroorzaakt ook schade door chronische ontstekingen. Als deeltjes uit vervuilde lucht de hersenen binnenkomen, vermengen ze zich met microben en worden ze aangevallen door microglia, een onderdeel van het immuunsysteem van de hersenen, en blijven ze geactiveerd.
“Je lichaam houdt er niet van om blootgesteld te worden aan vervuilde lucht, en het veroorzaakt een ontstekingsreactie”, zei Patrick Ryan, een onderzoeker aan het Cincinnati Children’s Hospital, in een e-mail. “Je hersenen vinden het ook niet leuk.” Er zijn meer dan 10 jaar toxicologische wetenschappelijke en epidemiologische studies die aantonen dat luchtverontreiniging neuro-inflammatie veroorzaakt.
Veel van het huidige onderzoek richt zich op hoe vervuiling mentale gezondheidsproblemen veroorzaakt.
Schade aan de hersenen is bijzonder schadelijk omdat dit het belangrijkste controlepaneel van het lichaam is, en schade door vervuiling kan een reeks neuropsychiatrische stoornissen veroorzaken. Een belangrijk aandachtspunt van onderzoek is tegenwoordig hoe schade veroorzaakt door vervuiling de hersengebieden aantast die emoties reguleren, zoals de amygdala, prefrontale cortex en hippocampus. De amygdala regelt bijvoorbeeld de verwerking van angstige ervaringen en schade daaraan kan angst en depressie veroorzaken. In een recent overzicht toonde 95% van de onderzoeken naar zowel fysieke als functionele veranderingen in de hersengebieden die emoties reguleren een invloed van luchtvervuiling.
Een zeer grote studie, gepubliceerd in februari in JAMA Psychiatry, door onderzoekers van Oxford en Peking Universities en Imperial College London, volgde de incidentie van angst en depressie bij bijna 400.000 volwassenen in het VK gedurende gemiddeld 11 jaar en ontdekte dat langdurige blootstelling, zelfs bij lage niveaus, aan een combinatie van luchtverontreinigende stoffen – fijn stof, stikstofdioxide en lachgas – verhoogt het optreden van depressie en angst.
Uit een ander recent onderzoek door Erica Manchak van de Universiteit van Denver bleek dat voorspeld werd dat adolescenten die aan ozon werden blootgesteld “een sterkere toename van depressieve symptomen tijdens de ontwikkeling van adolescenten” zouden hebben.
Maar epidemiologisch onderzoek lijdt onder verwarrende factoren die moeilijk te verklaren zijn. Sommige mensen zijn genetisch vatbaar voor gevoeligheid en andere niet. Sommigen ervaren chronische stress of zijn heel jong of heel oud, wat hun gevoeligheid kan verhogen. Mensen die in de buurt van veel groen wonen, wat angst vermindert, zijn mogelijk minder vatbaar.
“Mensen die in gebieden wonen met een hogere blootstelling aan verontreinigende stoffen, zijn vaak gebieden die in veel opzichten over onvoldoende middelen beschikken en worstelen met veel systemische problemen. Er zijn meer meldingen van stress, depressie en angst”, zei Manczak. “Aangezien deze gebieden om vele redenen gemarginaliseerd zijn, is het een beetje moeilijk om te zeggen dat dit te wijten is aan blootstelling aan luchtvervuiling.”
De beste manier om het zeker te weten, is door klinische proeven uit te voeren, maar dat brengt ethische kwesties met zich mee. “We kunnen kinderen niet willekeurig blootstellen aan luchtvervuiling”, zei Ryan.