Jak wykazali naukowcy z University of Colorado w Boulder, wdychane w ciągu pierwszych sześciu miesięcy życia zanieczyszczenia powietrza kształtują rozwijający się mikrobiom jelitowy dziecka w sposób, który może sprzyjać alergiom, otyłości i cukrzycy, a nawet wpływać na rozwój mózgu.

Badanie jest pierwszym, które pokazuje związek między wdychanymi zanieczyszczeniami – takimi jak te pochodzące z ruchu ulicznego, pożarów i przemysłu – a zmianami w zdrowiu niemowląt w tym krytycznym okresie rozwoju. Wcześniejsze badania tego samego zespołu wykazały podobne wyniki u młodych dorosłych.

„To badanie uzupełnia rosnącą literaturę pokazującą, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza, nawet w okresie niemowlęcym, może zmienić mikrobiom jelitowy, z ważnymi implikacjami dla wzrostu i rozwoju” – powiedziała starsza autorka Tanya Alderete, adiunkt Integrative Physiology na CU Boulder.

Po urodzeniu niemowlę jest nosicielem niewielkiej liczby rezydujących bakterii. W ciągu pierwszych dwóch do trzech lat życia, kontakt z mlekiem matki, pokarmami stałymi, antybiotykami i innymi czynnikami środowiskowymi wpływa na kształtowanie się mikrobiomu. Te drobnoustroje i metabolity lub produkty uboczne, które wytwarzają, gdy rozkładają pokarm lub substancje chemiczne w jelitach, wpływają na wiele układów organizmu, kształtując apetyt, wrażliwość na insulinę, odporność, nastrój i funkcje poznawcze. Chociaż wiele z nich jest korzystnych, niektóre kompozycje mikrobiomu są związane z chorobą Crohna, astmą, cukrzycą typu 2 i innymi przewlekłymi chorobami.

„Mikrobiom odgrywa rolę w prawie każdym procesie fizjologicznym zachodzącym w organizmie, a środowisko, które rozwija się w ciągu pierwszych kilku lat życia, pozostaje z tobą” – powiedział pierwszy autor Maximilian Bailey, który w maju ukończył studia magisterskie z fizjologii integracyjnej i jest obecnie studentem medycyny na Stanford University.

Na potrzeby badania naukowcy zebrali próbki kału od 103 zdrowych, głównie karmionych piersią niemowląt latynoskich, zarejestrowanych w Southern California Mother’s Milk Study i wykorzystali do ich analizy sekwencjonowanie genetyczne.

Korzystając z adresów, pod którymi przebywali dawcy próbek oraz danych z U.S. Environmental Protection Agency’s Air Quality System, który rejestruje godzinowe dane z systemów monitorowania, naukowcy oszacowali narażenie na PM2,5 i PM10 (drobne cząstki wdychane z takich obiektów, jak fabryki, pożary i place budowy) oraz dwutlenek azotu (NO2), gaz w dużej mierze emitowany przez samochody.

„Ogólnie rzecz biorąc, zauważyliśmy, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego było związane z bardziej zapalnym profilem mikrobiologicznym jelit, co może przyczynić się do wielu przyszłych niekorzystnych skutków zdrowotnych” – powiedziała Alderete.

Na przykład niemowlęta o największej ekspozycji na PM2,5 miały o 60 proc. mniej Phascolarctobacterium, korzystnej bakterii, o której wiadomo, że zmniejsza stan zapalny, korzystnie wpływa na zdrowie przewodu pokarmowego i pomaga w rozwoju neurologicznym. Osoby o największej ekspozycji na PM10 miały o 85 proc. więcej drobnoustroju Dialister, który jest związany z procesem zapalnym.

W poprzednim badaniu Alderete odkryła, że ciężarne latynoskie kobiety narażone na wyższy poziom zanieczyszczenia powietrza podczas ciąży mają dzieci, które rosną niezwykle szybko w pierwszym miesiącu po urodzeniu, narażając je na ryzyko otyłości i powiązanych chorób w późniejszym życiu.

Niemowlęta są szczególnie narażone na zagrożenia zdrowotne związane z zanieczyszczeniem powietrza, ponieważ szybciej oddychają, a ich mikrobiom jelitowy dopiero się kształtuje.

„To sprawia, że niemowlęctwo jest krytycznym okresem, w którym narażenie na zanieczyszczenie powietrza może mieć nieproporcjonalnie szkodliwe skutki zdrowotne” – wskazują autorzy.

Mniejszości rasowe i społeczności o niskich dochodach, które zwykle pracują, mieszkają i uczęszczają do szkoły w regionach położonych bliżej ruchliwych autostrad lub fabryk, są jeszcze bardziej zagrożone. Jedno z badań Agencji Ochrony Środowiska z 2018 r. wykazało, że społeczności "kolorowe" są narażone nawet na 1,5 raza więcej zanieczyszczeń w powietrzu.

„Nasze odkrycia podkreślają znaczenie zajęcia się wpływem zanieczyszczeń na społeczności w niekorzystnej sytuacji i wskazują dodatkowe kroki, które wszystkie rodziny mogą podjąć, aby chronić swoje zdrowie” - powiedziała Alderete, która ma nadzieję, że jej badania wpłyną na decydentów politycznych, aby przenieść szkoły i niedrogie projekty mieszkaniowe z dala od źródeł zanieczyszczeń.

Autorzy ostrzegają, że potrzebne są dalsze badania, aby ustalić, czy zmiany w jelitach w okresie niemowlęcym mają trwałe skutki i jakie one są. Trwają kolejne badania.

Na razie Alderete radzi wszystkim, aby podjęli kroki w celu zmniejszenia narażenia na zanieczyszczenia zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Trzeba unikać chodzenia na zewnątrz w strefach o dużym natężeniu ruchu. Dobrze byłoby rozważyć tani system filtracji powietrza, szczególnie w pomieszczeniach, w których dzieci spędzają dużo czasu. Podczas gotowania należy otwierać okna. Młode mamy powinny też karmić piersią tak długo, jak to możliwe. „Mleko matki to fantastyczny sposób na rozwój zdrowego mikrobiomu i może pomóc zrównoważyć niektóre niekorzystne skutki narażenia środowiskowego” – wskazała Alderete.

Źródło: DOI 10.1080/19490976.2022.2105096 (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ ekr/