Tutkimus valotti ultrapienten hiukkasten vaikutuksia aivoihin
Lyhytaikainenkin altistuminen ilmansaasteiden ultrapienille hiukkasille voi muuttaa lääkkeiden kuljetusproteiinien toimintaa aivoissa, osoittaa Itä-Suomen yliopistossa tarkastettava Liudmila Savelevan väitöstutkimus. Tutkimus on ensimmäinen, jossa on osoitettu ilmansaasteiden voivan vaikuttaa aivojen lääkekuljetukseen.
Altistuminen johti myös tulehdusreaktioon liittyvien sytokiinien määrän kasvuun, muutti geenien ilmentymistä aivojen hajukäämissä ja aiheutti hapetusstressiä Alzheimerin tautia mallintavien hiirten aivoissa.
Väitöstutkimuksessa selvitettiin ilman ultrapienille hiukkasille altistumisen vaikutuksia aivoterveyteen ja erityisesti yhteyttä Alzheimerin tautiin. – Tämä yhteys kiinnostaa, koska epidemiologisissa tutkimuksissa on havaittu, että alueilla, joilla on paljon ilmansaasteita, on myös enemmän Alzheimerin tautia, Saveleva kertoo.
Ilmanlaadun raja-arvot on määritelty pienhiukkasille, mutta ei erikseen kaikkein pienimmille, läpimitaltaan korkeintaan 0,1 nanometrin kokoisille ultrapienille hiukkasille. Kokonsa vuoksi ne saattavat päätyä syvemmälle keuhkoihin ja kulkeutua verenkiertoon ja aivoihin. Niiden huomioiminen ilmanlaadun sääntelyssä edellyttää kuitenkin tarkempaa tutkimustietoa niiden mahdollisista terveyshaitoista.
Kokeellisessa tutkimuksessa käytettiin Alzheimerin tautia mallintavia hiiriä ja villityypin hiiriä. Kaksi viikkoa kestäneen ilman ultrapienille hiukkasille altistumisen jälkeen tutkittiin muun muassa lääkekuljetuksen kannalta tärkeiden aivojen solukalvon kuljetusproteiinien toimintaa sekä geenien ilmentymistä.
Ultrapienille hiukkasille altistuminen nosti tulehdusreaktiosta kertovia sytokiinitasoja ja muutti solukalvon kuljetusproteiinien ilmentymistä. Hajuaistimuksesta vastaavassa aivoalueessa, hajukäämissä, havaittiin useiden geenien ilmentymisen muutoksia. Alzheimerin tautia mallintavilla hiirillä altistus johti myös aivojen hapetusstressiin, mutta ei vaikuttanut tautiin liittyviin haitallisiin beeta-amyloidikertymiin.
– Tulokset lisäävät osaltaan ymmärrystä ilmansaasteiden haitallisuudesta aivoterveydelle ja voivat auttaa jatkossa löytämään esimerkiksi merkkiaineita, joiden perusteella altistumista voitaisiin mitata, Saveleva toteaa.
Master of Science Liudmila Savelevan väitöskirja Investigating effects of exposure to ultrafine particulate matter in the brain tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopiossa 22.9.2023. Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Paola Palestini Milano-Bicoccan yliopistosta Italiasta ja kustoksena professori Katja Kanninen Itä-Suomen yliopistosta.
Väitöstilaisuus https://www.uef.fi/fi/tapahtuma/doctoral-defence-of-liudmila-saveleva-msc-neurobiology-kuopio
Väitöskirja https://erepo.uef.fi/handle/123456789/30460