Выхлопы дизельного двигателя влияют на мозг человека

 

Раннее было показано, что наноразмерные частицы, вдыхаемые с загрязненным воздухом, обнаруживаются в мозге. Попадая в носовую полость, наночастицы оседают на слизистых оболочках, вызывая воспаление, после чего они медленно перемещаются по обонятельным нервам в мозг. Наночастицы провоцируют оксидативный (или окислительный) стресс, к разрушающему действию которого очень чувствительны ткани мозга. Оксидативный стресс задействован в возникновении и развитии дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Поэтому особое внимание в исследовании уделялось воздействию наночастиц дизельного выхлопа на мозговую деятельность испытуемых.

Совместное исследование ученых из Zuyd University в Голландии, University of Umea в Швеции и University of Edinburgh в Велиобритании под руководством Поля Борма (Paul J.A. Borm) впервые продемонстрировало, что вдыхание выхлопов дизельного двигателя изменяет деятельность мозга.

Влияние дизельных автомобильных выхлопов на мозг человека исследовали с помощью перекрестной рандомизированной модели клинических испытаний, т.е. испытуемых случайным образом разделяли на группы, проводили испытание, затем через некоторое время (два-четыре дня) меняли состав групп и опять проводили эксперимент.

В ходе исследования десять добровольцев - мужчин в возрасте от 18 до 39 лет, не страдающих неврологическими или психопатологическими расстройствами,- разделяли на подгруппы, одна из которых находилась в комнате с чистым фильтрованным воздухом, а другая – в помещении с воздухом, загрязненным выхлопами дизельного двигателя.

Концентрация дизельного выхлопа, вдыхаемого испытуемыми, соответствовала максимальным значениям, с которыми люди могут столкнуться в повседневной жизни – например, на городской улице в час пик или в гараже. Чтобы получить загрязненный выхлопами воздух, использовали дизельный двигатель марки Volvo (Volvo TD45, с рабочим объемом 4,5 литра, четырехцилинровый, с крутящим моментом 680 оборотов в минуту). Загрязненный воздух содержал 1,2 x 106 частиц/см3 (300 мкг/м3) и выхлопные газы: 1,6 ppm диоксида азота (NO2), 4,5 ppm оксида азота (NO), 7,5 ppm угарного газа (CO), и всего 4,3 ppm различных углеводородов.

Мозговую деятельность испытуемых измеряли с помощью количественной электроэнцефалографии (ЭЭГ) (quantitative electroencephalography - QEEG) перед началом каждого исследования, во время эксперимента (в течение часа) и час спустя после его окончания. Электроэнцефалограф регистрирует электрические сигналы мозга с помощью 8 датчиков, установленных на голове пациента.

Ученые обнаружили изменения в данных ЭЭГ уже через 30 минут от начала эксперимента у добровольцев, дышавших загрязненным воздухом. Показания ЭЭГ испытуемых демонстрировали стрессовый ответ головного мозга, указывающий на изменения деятельности коры головного мозга. Эти изменения продолжали увеличиваться даже после того, как мужчины покидали помещение, загрязненное дизельными выхлопами.

Углекислый газ, окись азота и углеводороды могут вызывать изменения в показаниях ЭЭГ. Но, по мнению исследователей, наблюдаемые изменения в показаниях ЭЭГ в основном обусловлены наночастицами (частицами сажи), образовавшимися в результате сгорания дизельного топлива и являющимися главным компонентом дизельного выхлопа. Эти крошечные частицы способны медленно проникать в мозг и воздействовать на мозговую деятельность. Однако, это лишь предположение, требующее подтверждения в дальнейших исследованиях.

Механизм обнаруженного эффекта можно объяснить возникновением оксидативного стресса, индуцированного проникнувшими в ткани организма наночастиц. По мнению Поля Борма, длительное воздействие наночастиц выхлопных газов на организм человека может отрицательно влиять на физиологическое функционирование мозга и на его способность к обработке информации. Для подтверждения этого предположения и для оценки влияния количества вдыхаемых наночастиц на деятельность мозга необходимо провести дополнительные исследования.

Однако проведению этих исследований мешают проблемы этического плана, возникающие в связи с экспериментами, подвергающими людей воздействию потенциальных токсинов.

В настоящее время под руководством Поля Борма проводятся эксперименты, в которых добровольцы вдыхают наночастицы без примесей других веществ и изготовленные наподобие наночастиц дизельных выхлопов.

Статья Bjoern Cruts et al. «Exposure to diesel exhaust induces changes in EEG in human volunteers» опубликована в журнале Particle and Fibre Toxicology 2008, 5:4 и находится в открытом доступе с 11 марта 2008.

По материалам:
Medical News Today
Particle and Fibre Toxicology

Подготовила Дарья Червякова