Luchtvervuiling als risicofactor
Volgens de WHO staat luchtvervuiling in de top vijf van risico's voor het ontwikkelen van chronische niet-overdraagbare ziekten, naast roken, overmatig alcoholgebruik, ongezonde voeding en lichamelijke inactiviteit. We worden continu blootgesteld aan een veelheid van chemicaliën in de lucht die we inademen, in het water dat we drinken, in het voedsel dat we eten, en in bijvoorbeeld schoonmaak- en verzorgingsproducten die we gebruiken. Deze blootstelling is alomtegenwoordig en bestaat uit complexe en verschillende mengvormen. We kunnen er, met andere woorden, in onze huidige maatschappij vrijwel niet meer aan ontsnappen. De meest voorkomende blootstellingroute aan giftige stoffen is inhalatie.
Verontreiniging in de buiten- en binnenlucht
De stedelijke buitenlucht is verontreinigd met een mix van zwevende deeltjes en gassen, waaronder koolmonoxide, stikstofoxiden, ozon en vluchtige organische stoffen (VOS/VOC). De totale VOS-concentraties binnenshuis zijn echter ongeveer vier keer hoger dan in de buitenlucht. Bij nieuwbouw- of gerenoveerde huizen is dat nog meer. Andere VOS-bronnen zijn schoonmaak- en wasproducten, luchtverfrissers, geurstoffen en chemicaliën in kunststoffen, detergenten, bestrijdingsmiddelen en bouwcomponenten en meubels, zoals vlamvertragers en vlekafstotende middelen.
Oxidatieve stress
Er is wetenschappelijk consensus dat ingeademde verontreinigende stoffen oxidatieve stress veroorzaken. De hersenen zijn hiervoor bijzonder kwetsbaar omdat ze van nature een hoge zuurstofbehoefte hebben en rijk zijn aan meervoudig onverzadigde vetzuren, die gemakkelijk oxideren. Langdurige oxidatieve stress is toxisch voor de hersenen en speelt een causale rol bij verschillende hersenpathologieën en neurodegeneratie. Vooral de ultrafijne deeltjes (UFP’s) zijn, vanwege hun kleine formaat, beter in staat om cellen binnen te dringen en toxische effecten uit te oefenen. UFP’s kunnen worden opgenomen vanuit de longen in de bloedbaan en zo de bloed-hersenbarrière (BBB) binnendringen of rechtstreeks door neuronale transsynaptische transport (translocatie) in de hersenen komen waar ze migreren naar diverse hersengebieden en daar schade en verstoring van functie en morfologie veroorzaken en bijdragen aan de progressie van degeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en amyotrofische laterale sclerose (ALS).
Upregulatie en sensibilisatie van TRP-kanalen
Elk orgaansysteem kan worden beïnvloed door de absorptie en reactie van ons lichaam op verontreinigende stoffen. Zo ook het centrale zenuwstelsel. In de review van Molot et al. wordt onder meer de relatie tussen luchtverontreiniging en neurodegeneratie onderzocht. Hoe werkt dit precies? Langdurige blootstelling aan luchtvervuiling kan dus bijdragen aan oxidatieve stress, systemische ontsteking en aan de upregulatie en sensibilisatie van TRPV1 en TRPA1. TRP-receptoren zijn een groep ionkanalen die wijdverspreid tot uiting komen in het zenuwstelsel. Ze functioneren als cellulaire sensoren en kunnen een breed spectrum van potentieel schadelijke fysieke prikkels detecteren, zoals temperatuur en mechanische of osmotische stress. Ze reageren op biochemische prikkels, waaronder ontstekingsmediatoren en oxidatieve stress, en ze zijn betrokken bij de moleculaire fysiologie van chemische perceptie. Upregulatie van TRP-receptoren is waargenomen bij mensen met neurodegeneratie en chemisch gevoelige personen met astma, migraine en multiple chemical sensitivity.
Verminderde cognitie, chronische pijn en centrale sensitisatie
Door upregulatie en sensibilisatie van deze TRP-receptoren kunnen verschillende fysiologische processen worden beïnvloed, zoals sensatie (hoe we dingen voelen), temperatuurregulatie en pijnwaarneming. Dit heeft gevolgen voor de functie van de reukzenuw en de trigeminale zenuw, en zorgt uiteindelijk voor verlies van hersenmassa. Neurologische disfunctie, zoals verminderde cognitie, chronische pijn en centrale sensitisatie (CS), kan nog eens worden versterkt door genetische polymorfismen die resulteren in een verminderde ontgifting. CS komt ook voor in overlappende syndromen, zoals CVS, fibromyalgie en prikkelbare darmsyndroom. Door deze hyperexcitabiliteit van het centrale zenuwstelsel kunnen onschuldige stimuli, zoals aanraking, warmte, kou, zicht, geluid, geur, als pijnlijk worden ervaren.
Verminderd reukvermogen
Een verminderde reukfunctie en chronische pijn worden beschouwd als een vroege tekenen van neurodegeneratieve aandoeningen. De prevalentie van pijn varieert van 38 tot 75% bij de ziekte van Alzheimer en van 40 tot 86% bij de ziekte van Parkinson. De pathogenese van chronische pijn bij deze aandoeningen is complex, multifactorieel en slecht begrepen. Het kan zich voordoen als nociceptieve, neuropathische of diverse pijn, maar er is bewijs voor hyperalgesie en allodynie, wat overtuigend bewijs is voor sensibilisatie van TRPV1 en TRPA1, zelfs nog voordat de bewegingsstoornissen bij de ziekte van Parkinson beginnen.
Calcium in neuronen
TRPV1 en TRPA1 zijn calciumkanalen. Wanneer ze gestimuleerd worden, vergemakkelijken ze de binnenkomst van calciumionen (Ca2+) in cellen. Deze ionen zijn cruciaal voor de excitabiliteit van cellen. Overactivering van TRPV1- en TRPA1-kanalen kan leiden tot verhoogde niveaus van intracellulair Ca2+, mitochondriale schade en apoptose. Ontregelde TRPV1-activatie bevordert het verlies van hippocampale neuronen en een verstoring van cognitieve functies en is direct betrokken bij celdood. Deze verstoring van de regulatie van intracellulair Ca2+ speelt mogelijk ook een rol bij nociceptie.
Vitamine D en proteïnekinase
Vitamine D speelt ook een belangrijke rol bij het handhaven van de Ca2+-pompen en buffers die intracellulaire Ca2+-niveaus verlagen. Vitamine D moduleert de functie van TRPV1. Een lage vitamine D-status is een wereldwijd probleem en wordt geassocieerd met dementie, de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson, evenals stoornissen van nociceptie. Vitamine D moduleert ook proteïnekinase C (PKC). Proteïnekinases reguleren diverse celprocessen en kunnen TRPV1- en TRPA1-receptoren gevoeliger maken. Vitamine D vermindert dus het effect van PKC op de TRPV1-gevoeligheid. Proteïnekinases worden ook geactiveerd door oxidatieve stress en vervuilende stoffen en hun overexpressie is in verband gebracht met verschillende neurologische aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson.
Lees meer over de gevolgen van luchtvervuiling
- Sick building syndroom en slijmvliesirritatie aan de luchtwegen
- Is gezonde lucht een luxeproduct?
- Tips over voeding en voedingsstoffen bij lichaamsbelasting met toxines vind je in het artikel: Is luchtvervuiling verantwoordelijk voor neuronensterfte?
Referentie
- Molot, J. et al. (2021). Neurological susceptibility to environmental exposures: pathophysiological mechanisms in neurodegeneration and multiple chemical sensitivity. Reviews on Environmental Health, 37(4): 1-9