Een paar weken in een veel meer vervuilde stad zijn voldoende om meetbare sporen in het bloed te laten verschijnen. Dit overkwam 26 gezonde, niet-rokende jongvolwassenen uit Los Angeles die tien weken in Peking doorbrachten: twee klassen moleculen die verband houden met het vetmetabolisme namen toe naarmate de blootstelling aan vuilere lucht groter werd.
De ontdekking komt uit een onderzoek gepubliceerd in Arteriosclerose, trombose en vasculaire biologie en het zou kunnen helpen om iets te begrijpen dat we tot nu toe heel goed weten te beschrijven in de statistieken, maar veel minder in het individuele organisme: wanneer vervuiling daadwerkelijk zijn sporen begint achter te laten.
De twee mogelijke indicatoren worden dicarbonzuren met lange keten, of DCA, en acylcarnitines met middellange keten genoemd. Onvriendelijke namen om een nogal concreet mechanisme te beschrijven: wanneer cellen meer moeite hebben om vetten als brandstof te gebruiken, kunnen sommige moleculen zich ophopen in het bloed.
En daartussenin bevinden zich mitochondriën, de cellulaire structuren die een groot deel van de energie produceren die we nodig hebben.
Wat er gebeurde tijdens de tien weken in Beijing
De UCLA-onderzoekers analyseerden bloedmonsters die al waren verzameld tijdens een eerder project waarbij 26 gezonde, niet-rokende volwassenen met een gemiddelde leeftijd van ongeveer 24 jaar werden gevolgd.
De deelnemers woonden in Los Angeles en reisden in de zomers van 2014 en 2015 naar Beijing voor een programma van tien weken. Het bloed werd zes tot acht weken na aankomst afgenomen.
Het verschil in de ingeademde lucht was verre van subtiel. Volgens gegevens uit de vorige studie die de onderzoekers gebruikten, waren de fijnstofniveaus tijdens het verblijf 371% hoger dan in Los Angeles.
Nu de groep onder leiding van Jesus Araujo, professor aan de David Geffen School of Medicine en de Fielding School of Public Health aan de UCLA, de metabolieten in het bloed in detail analyseerde, ontdekte ze de toename van DCA en acylcarnitines.
UCLA Health legt uit dat deze moleculen al bekend zijn omdat ze in grotere hoeveelheden kunnen verschijnen als het lichaam problemen heeft met de oxidatie van vetzuren, een proces dat nauw verband houdt met het functioneren van de mitochondriën.
Wat hebben mitochondriën met vervuiling te maken?
Om energie uit vetten te halen, moeten cellen eerst vetzuren naar de mitochondriën transporteren. Hier worden ze geleidelijk ontmanteld via zogenaamde bèta-oxidatie. Carnitine werkt als een shuttle. Als dit mechanisme zijn efficiëntie verliest, kan een deel van de vetzuren aan carnitine gebonden blijven en in de vorm van acylcarnitines in het bloed verschijnen. Een ander deel kan worden omgeleid naar alternatieve routes die dicarbonzuren produceren.
Hun toename kan volgens de auteurs daarom een teken zijn van oxidatieve stress en verandering van het vetmetabolisme. Processen die ook de lever aantasten en die op termijn betrokken zijn bij het ontstaan van hart- en vaatziekten.
Het onderzoek voegt daarmee een stap toe aan de lange keten die smog en het hart verbindt. We weten al jaren dat blootstelling aan luchtvervuiling gepaard gaat met een toename van het cardiovasculaire risico; hier hebben onderzoekers twee moleculen geïdentificeerd die kunnen helpen veel eerder te observeren wat er in cellen gebeurt.
Een mogelijk vroeg signaal in het bloed
Het meest interessante aspect betreft het toekomstige gebruik van deze markers. Het idee van de onderzoekers is om na te gaan of DCA en acylcarnitines een soort biologische alarmbel kunnen worden, die kan aantonen dat het lichaam wordt beïnvloed door vervuiling terwijl iemand zich nog prima voelt.
Tegenwoordig wordt het risico dat verband houdt met vuile lucht voornamelijk geschat op basis van blootstelling aan het milieu, epidemiologische gegevens en de aanwezigheid van reeds gediagnosticeerde ziekten. Een biomarker in het bloed zou in plaats daarvan individuele informatie toevoegen: niet alleen hoeveel vervuilde lucht iemand heeft ingeademd, maar ook hoe zijn lichaam reageert.
De menselijke groep omvat 26 jonge en gezonde mensen en er zullen grotere onderzoeken nodig zijn om te begrijpen hoe betrouwbaar deze signalen zijn en of ze er echt in slagen te anticiperen op de ontwikkeling van cardiovasculaire of metabolische problemen. Voor UCLA-onderzoekers zijn deze moleculen echter de moeite waard om te volgen. Luchtvervuiling blijft niet uit onze longen en verdwijnt niet als we het raam sluiten. Sommige sporen blijven blijkbaar in het bloed circuleren.
