Okres prenatalny jest jednym z najbardziej wrażliwych etapów rozwoju mózgu człowieka. To właśnie wtedy kształtują się kluczowe struktury i połączenia neuronalne, które warunkują późniejsze funkcjonowanie poznawcze. Najnowsze badanie naukowców z Instytut Zdrowia Globalnego w Barcelonie oraz Uniwersytet w Barcelonie dostarcza kolejnych dowodów, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza w czasie ciąży może mieć mierzalny, negatywny wpływ na wczesny rozwój poznawczy dziecka.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego okres prenatalny jest kluczowy dla rozwoju mózgu dziecka i jak zanieczyszczenie powietrza może ten proces zaburzać,
- Jakie konkretne zanieczyszczenia powietrza analizowano (NO₂, PM2,5, czarny węgiel, metale w pyle) i które z nich wiązały się z najsilniejszym efektem,
- W jaki sposób oceniano rozwój poznawczy niemowląt z wykorzystaniem obiektywnej metody śledzenia ruchów gałek ocznych,
- Jakie znaczenie mają wyniki badania dla zdrowia publicznego, zwłaszcza w kontekście ochrony kobiet w ciąży.
Okres prenatalny jako krytyczne „okno wrażliwości”
Rozwój mózgu płodu przebiega niezwykle dynamicznie i jest szczególnie podatny na działanie czynników środowiskowych. Wcześniejsze badania wskazywały, że zanieczyszczenie powietrza może wpływać na zdrowie układu oddechowego i krążenia, jednak coraz więcej danych sugeruje, że jego skutki sięgają znacznie dalej – aż do funkcji neurologicznych.
Nowe analizy pokazują, że ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza w czasie ciąży może być powiązana z obniżoną sprawnością poznawczą już w pierwszych miesiącach życia, co ma istotne znaczenie z perspektywy zdrowia publicznego.
Projekt BiSC i charakterystyka badania
Badanie zostało przeprowadzone w ramach projektu BiSC (Barcelona Life Study Cohort) i objęło 168 par matka–dziecko, które uczestniczyły w obserwacji w latach 2018–2023 na terenie Barcelony. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Environmental Pollution. Naukowcy szczegółowo ocenili prenatalną ekspozycję na różne zanieczyszczenia powietrza, w tym:
- dwutlenek azotu (NO₂),
- czarny węgiel (BC),
- pył zawieszony PM2,5,
- zawartość miedzi (Cu) i żelaza (Fe) w pyle PM2,5.
Zastosowano zaawansowane modele ekspozycji, które łączyły dane środowiskowe z informacjami o czasie spędzanym przez kobiety w domu, w pracy oraz podczas dojazdów, co pozwoliło na precyzyjniejsze oszacowanie rzeczywistego narażenia w okresie ciąży.
Nowatorska ocena rozwoju poznawczego niemowląt
Kluczowym elementem badania było zastosowanie śledzenia ruchów gałek ocznych jako narzędzia oceny rozwoju poznawczego. Jest to metoda nieinwazyjna i obiektywna, umożliwiająca analizę sposobu przetwarzania informacji wizualnych przez niemowlęta.
W badaniu uczestniczyło 180 niemowląt w wieku 6 miesięcy, z czego 75 zostało ponownie ocenionych w wieku 18 miesięcy. Podczas testu dzieciom prezentowano znany obraz, a następnie jednocześnie obraz znany i nowy. System rejestrował czas patrzenia na każdy z nich.
Dłuższe skupienie wzroku na nowym bodźcu – określane jako „preferencja nowości” – świadczy o rozpoznaniu znanego obrazu i sprawniejszym funkcjonowaniu pamięci wzrokowej. Jak podkreśla Carmen Peuters, pierwsza autorka badania:
To pierwsze badanie, w którym przeanalizowano związek między prenatalną ekspozycją na zanieczyszczenie powietrza a rozwojem neurologicznym dziecka z wykorzystaniem zadania polegającego na śledzeniu ruchów gałek ocznych. To podejście zapewnia bardziej obiektywny i bezpośredni pomiar, który nie opiera się na punktacji przeprowadzanej przez lekarza ani na raportach opiekunów, co czyni je solidnym i innowacyjnym narzędziem oceny wczesnego rozwoju poznawczego.
Zanieczyszczenia powietrza a sprawność poznawcza
Analiza danych wykazała, że wyższa prenatalna ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza była związana z niższą preferencją nowości, co wskazuje na gorszą sprawność poznawczą niemowląt. Najsilniejsze zależności dotyczyły:
- czarnego węgla (BC),
- pyłu zawieszonego PM2,5,
- zawartości miedzi w pyle PM2,5.
Co istotne, powiązania te były wyraźniejsze u chłopców niż u dziewcząt, co może sugerować różnice w podatności biologicznej zależnej od płci już na bardzo wczesnym etapie życia.
Możliwe mechanizmy biologiczne
Badacze wskazują kilka potencjalnych mechanizmów, które mogą tłumaczyć obserwowane zależności. Jak zauważa Jordi Sunyer, koordynator projektu BiSC:
Kilka mechanizmów biologicznych może wyjaśniać, jak ekspozycja na zanieczyszczenie powietrza w okresie prenatalnym wpływa na rozwój neurologiczny. Zanieczyszczenia mogą przenikać przez barierę łożyskową, wywołując u płodu stan zapalny i stres oksydacyjny, co może zaburzać rozwój mózgu.
Takie procesy mogą prowadzić do subtelnych, ale istotnych zmian w dojrzewaniu struktur mózgowych odpowiedzialnych za pamięć i przetwarzanie informacji.
Znaczenie kliniczne i populacyjne wyników badania
Uzyskane wyniki wpisują się w rosnącą liczbę badań pokazujących, że zanieczyszczenie powietrza ma wpływ nie tylko na zdrowie somatyczne, lecz także na rozwój neurologiczny. Wcześniejsze prace tego samego zespołu wykazały już, że prenatalna ekspozycja na zanieczyszczenia wiąże się ze zmianami w strukturze mózgu płodu. Jak podkreśla Joan Birulés, jeden z autorów badania:
Nasze wyniki potwierdzają, że okres prenatalny stanowi krytyczny okres podatności na czynniki środowiskowe i podkreślają potrzebę wprowadzenia bardziej rygorystycznej polityki środowiskowej oraz ukierunkowanych środków mających na celu ochronę zdrowia kobiet w ciąży i dzieci.
Główne wnioski
- Badanie 168 par matka–dziecko z projektu BiSC wykazało, że wyższa prenatalna ekspozycja na zanieczyszczenie powietrza wiąże się z niższą sprawnością poznawczą niemowląt.
- Najsilniejsze zależności dotyczyły czarnego węgla, PM2,5 oraz miedzi w pyle PM2,5, ocenianych na podstawie szczegółowych modeli ekspozycji w czasie ciąży.
- Rozwój poznawczy oceniano obiektywnie za pomocą śledzenia ruchów gałek ocznych i wskaźnika „preferencji nowości”, bez udziału subiektywnych ocen klinicznych.
- Wyniki wzmacniają argumenty za zaostrzeniem polityki środowiskowej oraz szczególną ochroną kobiet w ciąży jako grupy wyjątkowo wrażliwej na zanieczyszczenia.
Źródło:
- Barcelona Institute for Global Health
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749125018706
