Der weltweite Anstieg der Luftverschmutzung stellt einen besorgniserregenden umweltbedingten Risikofaktor für neurologische Entwicklungsstörungen dar, insbesondere für Autismus-Spektrum-Störungen (ASD), von denen heute zwischen 1 und 1,5 % der Bevölkerung betroffen sind.
Ein Überblick über aktuelle epidemiologische Studien
In einem Artikel veröffentlicht in GehirnmedizinZwei Autoren analysierten aktuelle epidemiologische Studien, die überzeugende Zusammenhänge zwischen der Exposition gegenüber bestimmten Luftschadstoffen und einem erhöhten ASD-Risiko aufzeigten. Unter diesen Schadstoffen finden wir Feinstaub (PM), darunter PM10 und PM2,5, wobei letzterer besonders gefährlich ist. Stickoxide (NO, NO2) gehören zu den häufigsten Schadstoffen, die hauptsächlich aus Emissionen von thermischen Fahrzeugen sowie fossilen und industriellen Brennstoffen stammen.
Zu den Risikofaktoren gehört auch Ozon (O3), ein hochreaktives Sauerstoffgas, das in Bodennähe durch eine photochemische Reaktion zwischen zwei Klassen von Luftschadstoffen entsteht: flüchtigen organischen Verbindungen und Stickoxiden. Schließlich deuten immer mehr Hinweise auf Schwefeldioxid (SO2) hin, einen Luftschadstoff, der insbesondere durch thermische Fahrzeuge und die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken entsteht.
Während die Gesamtprävalenz von ASD teilweise auf die Ausweitung diagnostischer Kriterien und ein verbessertes Screening zurückzuführen ist, weist eine wachsende Zahl von Daten auf die Rolle von Interaktionen zwischen Genen und Umwelt bei der Ätiologie dieser Erkrankungen hin.
Mögliche Wirkmechanismen
Luftschadstoffe können mehrere pathogene Mechanismen auslösen, darunter Neuroinflammation, oxidativer und nitrosativer Stress, epigenetische Veränderungen, Störungen des glutamatergen/GABAergen Neurotransmittersystems, endokrine Störungen und metabolische Dysregulation.
Der Zeitpunkt der Exposition scheint entscheidend zu sein, wobei die größte Anfälligkeit während der pränatalen Entwicklung und der frühen Kindheit besteht, wenn kritische neurologische Entwicklungsprozesse wie neuronale Migration, Synaptogenese und Myelinisierung stattfinden.
Bisher hat sich keine Studie mit Biomarkern befasst, die speziell die Auswirkungen von Luftschadstoffen widerspiegeln. Laut den Autoren könnten solche Biomarker eine frühzeitige Prävention von ASD ermöglichen, indem sie Personen mit hohem Risiko während der pränatalen Phase oder in präsymptomatischen Stadien identifizieren.
Dies würde frühzeitige Interventionen bei neurologischen Entwicklungsstörungen ermöglichen oder umweltbedingte Auslöser wie Luftverschmutzung verdrängen. Mögliche im Artikel diskutierte Biomarker sind ein Anstieg von 3-Nitrotyrosin, Veränderungen von GABA und Glutamat im Blut, eine hohe PCR-Expression während der Schwangerschaft und das Vorhandensein von Mikrokernen.
Welche Möglichkeiten gibt es für die Forschung?
Bei der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Luftschadstoffen und ASD sollten verschiedene Störfaktoren berücksichtigt werden. Zu diesen Faktoren können Mikrobiom, Ernährung, finanzielle Aspekte, Bildungsniveau, soziale Aspekte und der Arbeitsplatz gehören. Auch Lebensstilfaktoren wie aktives und passives Rauchen während der Schwangerschaft sollten berücksichtigt werden.
Es scheint auch wichtig zu sein, den Wohnort und den sozioökonomischen Status zu berücksichtigen, da die ärmsten Viertel mit größerer Wahrscheinlichkeit einer stärkeren Umweltverschmutzung ausgesetzt sind, eine größere Anfälligkeit für diese Faktoren darstellen und ein erhöhtes ASD-Risiko aufweisen.
Für die Autoren dieses Artikels sollten sich die Forschungsschwerpunkte darauf konzentrieren, wie Schadstoffe die Gehirnentwicklung genetisch prädisponierter Personen beeinflussen, insbesondere während der Schwangerschaft und der frühen Kindheit. Es sind bessere Instrumente erforderlich, um Personen mit dem höchsten Risiko zu identifizieren und praktische Präventionsmaßnahmen zu entwickeln.
Angesichts der zunehmenden globalen Umweltverschmutzung könnte dieses Wissen dazu beitragen, öffentliche Gesundheitspolitiken zu gestalten, um künftige Generationen vor Umweltfaktoren zu schützen, die zur ASD beitragen könnten.
