Wpływ smogu na rozwój intelektualny dzieci i młodzieży.

Nadchodzi jesień – pora powrotu do szkół, czas złocenia się drzew, robienia kasztanowych ludzików i spacerów wśród opadających liści. Ale jesień to także powracający każdego roku temat – smog. To ukute ze zlepków dwóch angielskich słów smoke (dym) i fog (mgła) zjawisko jest zmorą wielu polskich miast i wiosek. Dlaczego jednak smog wybija się na nagłówki gazet wraz z nadejściem pierwszych chłodniejszych dni?

Czym jest smog?

Smog to mieszanina pyłów, sadzy, tlenku węgla, tlenków siarki, ołowiu oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), takich jak benzen i benzo-α-piren. Źródłem tych związków w powietrzu jest głównie proces spalania – przede wszystkim węgla, opału o niskiej jakości, śmieci i innych odpadów oraz drewna. Ruchliwe ulice przyczyniają się nie tylko do powstawania spalin, ale i do ciągłego wznoszenia pyłów znad dróg i utrzymywania tej szkodliwej zawiesiny w powietrzu¹.

Jakie są konsekwencje zdrowotne? Diagnoza problemów.

Negatywny wpływ smogu na zdrowie został dowiedziony w licznych badaniach i dlatego w wielu polskich miastach od jesieni do wczesnej wiosny pojawiają się alarmy smogowe, informujące o poziomach PM 2,5 i PM 10, czyli dwóch rodzajów bardzo szkodliwych dla zdrowia pyłów. Mówiąc o smogu, zazwyczaj podkreśla się jego wpływ na rozwój chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego. Jednak w ciągu ostatnich kilkunastu lat stało się jasne, że smog zwiększa również ryzyko chorób neurologicznych oraz może wywoływać negatywne zmiany w zakresie funkcjonowania układu nerwowego, na co szczególnie narażone są dzieci przedszkolne i młodzież szkolna.

Dla smogu, bramą do naszego organizmu jest przede wszystkim układ oddechowy, gdyż to właśnie poprzez oddychanie wprowadzamy te szkodliwe, zawieszone w powietrzu cząsteczki do organizmu. Jednak drobiny pyłów potrafią przeniknąć dalej do krwi i tą drogą rozprowadzane są po całym organizmie, trafiając również do mózgu. Cząsteczki pyłów mogą dostać się też bezpośrednio do mózgu poprzez nabłonek węchowy zlokalizowany w jamie nosowej ².

Dzieci są grupą szczególnie narażoną na negatywny wpływ zanieczyszczonego powietrza, ze względu na ich wrażliwy, rozwijający się układ nerwowy. Dlatego ekspozycja na smog zarówno w czasie trwania ciąży, jak i już po urodzeniu prowadzi do poważnych zmian neurorozwojowych, czego konsekwencje mogą utrzymywać się przez całe życie.

Co mówi nauka?

Badania naukowe i diagnozy społeczne jednoznacznie wskazują, że smog wpływa na deficyt uwagi, problemy z pamięcią i zaburzenia koncentracji u dzieci, co w konsekwencji negatywnie przekłada się na ich inteligencję. W wieloletnich diagnozach prowadzonych w USA stwierdzono, że obecność sadzy w powietrzu, jednego ze składników smogu, ma bardzo negatywny wpływ na zdolności poznawcze u dzieci. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że większe narażenie na zanieczyszczone powietrze wiąże się z niższą inteligencją werbalną i niewerbalną (mierzoną testem IQ) oraz gorszą pamięcią u dzieci w wieku szkolnym³. Zanieczyszczenie powietrza w połączeniu z hałasem wpływa również negatywnie na zdolności zapamiętywania, co wykazały badania grupy dzieci w wieku 7-11 lat, zamieszkujące okolice lotniska w Amsterdamie⁴. Warto zwrócić uwagę, że takie połączenie smogu i hałasu jest niezwykle częste i dotyczy bardzo wielu dzieci zamieszkujących miasta i miasteczka w Polsce. Konsekwencją narażenia na smog są również częste problemy szkolne w skupianiu uwagi i zapamiętywaniu⁵. 

Grupą szczególnie wrażliwą na oddziaływanie smogu są dzieci w okresie prenatalnym, czyli jeszcze przed narodzeniem. Powietrze zanieczyszczone dymem pochodzącym ze spalania, który zawiera tlenek węgla (CO), wpływa na niedotlenienie dziecka w łożysku i pośrednio prowadzi do uszkodzenia rozwijających się komórek nerwowych. Składniki takiego dymu mogą także uszkodzić samo łożysko, będące kluczowym narządem wspierającym rozwój dziecka w trakcie ciąży. Badania pokazały także, że narażenie matek w ostatnim trymestrze ciąży na obecność zanieczyszczenia tlenkiem węgla wiąże się z wystąpieniem u ich dzieci zaburzeń w pamięci krótkotrwałej i długotrwałej, motoryce drobnej oraz w integracji wzrokowo-przestrzennej, czyli zdolności oceny odległości, ruchu i innych elementów przestrzeni⁶. Szczególnie negatywny wpływ na rozwijający się układ nerwowy mają także wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Źródłem tych związków jest wiele gałęzi przemysłu, ale także palenie gazem opałowym. Narażenie płodu na działanie WWA skutkuje zaburzeniami w rozwoju układu nerwowego na bardzo wczesnym etapie, gdyż związki te mają zdolność łączenia się z DNA, czyli materiałem genetycznym, wpływając na sygnały regulujące powstawanie mózgu jeszcze przed narodzinami⁷.

Zmiany strukturalne w mózgach dzieci

Niestety smog wywołuje również strukturalne zmiany w mózgu dzieci. Małoletni mieszańcy stolicy Meksyku, jednego z miast przodujących wśród metropolii o najgorszej jakości powietrza, narażeni są na długotrwałe działanie szkodliwych substancji wchodzących w skład smogu, w tym benzo-α-pirenu. Stwierdzone u nich zmiany strukturalne w mózgu w obrębie kory przedczołowej są niestety powiązane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia u nich na starość demencji i udarów⁸. Diagnozy lokalnych zagrożeń wskazują również na związek między zanieczyszczeniem powietrza a wczesnym rozwojem choroby Alzheimera u dzieci obciążonych szczególnym wariantem genetycznym genu APOE (APOE-ε4)⁹. Oznacza to, że dzieci, u których występuje ten wariant genetyczny mają większą szansę wczesnego rozwoju choroby Alzheimera, jeżeli żyją w zanieczyszczonym środowisku. Smog może wywoływać również stan zapalny w obszarze mózgu. Pyły PM 2,5 i PM 10, zawierające drobiny matali, takich jak mangan, nikiel, czy chrom, mogą uruchamiać odpowiedź zapalną, która prowadzi do zmian w regulacji licznych genów i wystąpienia tzw. stresu oksydacyjnego⁹. Utrzymujący się stan zapalny mózgu jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym i może prowadzić do zaburzeń funkcjonalnych w obrębie mózgu, zmian w zachowaniu, a także w przyszłości do zwiększonego ryzyka rozwinięcia się choroby Alzheimera.

Na koniec warto przytoczyć przykład stolicy kraju, z którym słowo smog powstało – Londynu. W grudniu 1952 r. miało tam miejsce wydarzenie znane jako Wielki Smog. Przez pięć dni miasto spowite było gęstym, trującym dymem. Niedawno opublikowane, przekrojowe badania dotyczące wpływu tego wydarzenia na zdrowie publiczne dowiodło, że te kilka dni miało długofalowe skutki, wciąż widoczne w populacji. W badaniu tym porównano osoby narażone w okresie dzieciństwa lub jeszcze przed narodzeniem na Wielki Smog z osobami urodzonymi później lub w innych miejscach, nie objętych tym zjawiskiem. Badania jasno pokazały, że nawet tak krótkotrwałe narażenie na smog poskutkowało znaczącym obniżeniem inteligencji płynnej wśród Londyńczyków będących wówczas dziećmi¹⁰.

Autorka: Alicja Płończyńska

1. Mapa smogu | Sprawdź jakość powietrza i smogu w twoim mieście. https://smogmap.pl/.
2. Gómez-Budia, M. et al. Glial smog: Interplay between air pollution and astrocyte-microglia interactions. Neurochem Int 136, 104715 (2020).
3. Suglia, S. F., Gryparis, A., Wright, R. O., Schwartz, J. & Wright, R. J. Association of black carbon with cognition among children in a prospective birth cohort study. Am J Epidemiol 167, 280–286 (2008).
4. van Kempen, E. et al. Neurobehavioral effects of exposure to traffic-related air pollution and transportation noise in primary schoolchildren. Environ Res 115, 18–25 (2012).
5. Naveed, Z. & Khayyam, U. Smog and cognitive issues in the school going children of Lahore and Islamabad, Pakistan. International Journal of Environmental Science and Technology 1–16 (2022).
6. Calderón-Garcidueñas, L., Leray, E., Heydarpour, P., Torres-Jardón, R. & Reis, J. Air pollution, a rising environmental risk factor for cognition, neuroinflammation and neurodegeneration: The clinical impact on children and beyond. Rev Neurol (Paris) 172, 69–80 (2016).
7. Yi, D. et al. Levels of PAH–DNA adducts in cord blood and cord tissue and the risk of fetal neural tube defects in a Chinese population. Elsevier.
8. Murray, A. D., McNeil, C. J., Salarirad, S., Whalley, L. J. & Staff, R. T. Early life socioeconomic circumstance and late life brain hyperintensities – A population based cohort study. PLoS One 9, (2014).
9. Calderón-Garcidueñas, L. et al. Decreases in Short Term Memory, IQ, and Altered Brain Metabolic Ratios in Urban Apolipoprotein ε4 Children Exposed to Air Pollution. J Alzheimers Dis 45, 757–770 (2015).
10. von Hinke, S. & Sørensen, E. N. The Long-Term Effects of Early-Life Pollution Exposure: Evidence from the London Smog. (2022).

D