Dementie en luchtvervuiling

Inleiding
Ik ben een trouw lezer, zij het met enige vertraging, van de Scientific American. Zodoende las ik in de SciAm van mei 2020 een serie van vijf artikelen over dementiën, waaronder Alzheimer.
Nu schrijf ik uit principe niet over medische zaken, want daar weet ik te weinig van en de verantwoordelijkheid is me te groot, maar hier ging het laatste artikel over de rol van luchtvervuiling bij Alzheimer. Over luchtvervuiling schrijf ik wel (zie bijvoorbeeld Grootste fijn stof-onderzoek ooit (update) en Verband tussen luchtvervuiling in dementie?

Wat de Scientific American schreef
De SciAm noemt een aantal studies die een sterk verband leggen tussen luchtvervuiling en dementie.

Een studie in Mexico City (in 1992 de stad met de ergste luchtvervuiling ter wereld) vond al kenmerken van Alzheimer in mensen rond de 30 a 40 jaar, en zelfs beginnende effecten in jonge kinderen. Zelfs honden kregen daar Alzheimer.

Harvardgeleerden publiceerden een paar jaar voor het SciAm-nummer een studie onder 10 miljoen Medicare-gebruikende ouderen in de VS en vonden een sterke correlatie tussen specifieke bestanddelen van de luchtvervuiling en een aantal neurodegeneratieve ziektes.

Een Londense cohortstudie, die in 2018 in de British Medical Journal gepubliceerd is, volgde 131.000 Londennaren van 50 tot 79 jaar, en vond een sterke link tussen met name PM2.5 en Alzheimer.

PM2.5 doet langs twee routes schade.
Eerstens ruineert het het ademhalingssysteem en hart en bloedvaten, en dat is ook niet best voor de hersenen. Als de luchtvervuiling heel erg is, kunnen mensen overlijden aan hart- en vaatziektes, lang voor ze Alzheimer krijgen.
Tweedens kan PM2.5 de hersens binnendringen, enerzijds door de blood-brainbarrier te beschadigen, anderzijds door via de neuszenuw te reizen waardoor genoemde barrière niet eens een rol speelde. Eenmaal in de hersenen, veroorzaakt de vervuiling een permanente ontstekingsreactie.

Alzheimer is echter geen ziekte met één oorzaak. Er spelen ook andere factoren een rol (waar die andere artikelen in de serie over gingen, zoals genetische risico’s, de menopauze, en bijvoorbeeld lawaai, maar dat in mindere mate). En ook andere vormen van vervuiling dan genoemde PM2.5 en ozon kunnen een rol spelen.

Dit soort onderzoek is moeilijk. Het is bijvoorbeeld moeilijk, en gebaseerd op aannames, om achteraf de blootstelling aan luchtvervuiling te reconstrueren. Daar bestaan technieken voor, maar die hebben hun beperkingen. Alleen door  het zeer grote aantal deelnemers kunnen de onzekerheidsmarges tot bruikbare proporties teruggebracht worden.
Verder worden dit soort onderzoeken altijd zo goed mogelijk uitgezuiverd voor andere mogelijke oorzaken (roken, te dik, enz). Dat brengt er ook altijd wat onvoorspelbaarheid in.

Het Londense onderzoek
De Londense cohortstudie is te vinden op https://bmjopen.bmj.com/content/8/9/e022404 .
De bijna 131000 deelnemers stonden op 01 januari 2005 minstens een jaar bij hun huisarts geregistreerd, en vertoonden op dat moment geen tekenen van dementie. Ze zijn gevolgd tot 2013. Volgen een heleboel methodologische beschrijvingen die hier te ver voeren. Uiteindelijk resulteert het in

Dit moet gelezen worden als:

  • HR (Hazard Ratio) betekent dat 1,0 normaal is (geen effect), en dat 1,4 of 0,8 respectievelijk 1,4* en 0,8*keer zoveel effect is. Oftewel, de kans op Alzheimer is 40% meer respectievelijk 20% minder.
  • PM is alle PM, en PM Traffic is alleen de PM uit uitlaatgassen en rem-, banden- en wegdekslijtage. 
    O3 is ozon.
    Vehicle km driven is hoeveel voertuigkilometers er binnen 100 resp 50m van het betreffende postcodegebied afgelegd worden. 100.000 is per willekeurige definitie de grens tussen High en Low.
    Lnight is de standaard Europese middelingsprocedure voor geluid tussen 23 en 07 uur.
  • Op de horizontale as de bijbehorende klassen met inputgetalwaardes (de een na hoogste punt bij NO2 bijvoorbeeld is de klasse 37,5 – 41,5µg/m3, enzovoort. In centra van grote Nederlandse steden haal je dat soms wel (jaargemiddeld). De jaargemiddelde Nederlandse norm voor NO2  is 40µg/m3. De Eindhovense Vestdijk zat een handvol jaren geleden op 40µg/m3.  
  • De vertikale strepen zijn de onzekerheidsmarges. Bij de een na hoogste punt bij NO2 is de kans 95% dat de waarde tussen 0,9 en 1,35µg/m3 ligt. Strikt genomen is een waarde pas significant als de  waarde 1,0 buiten het interval valt. Genoemd voorbeeld is dus formeel  niet significant.

Het Harvard-onderzoek
Het in de SciAm genoemde Harvardonderzoek is niet makkelijk te vinden.
In plaats daarvan vindt men zijn opvolger, een Harvardstudie van oktober 2020 (dus van na het SciAm-artikel). Die doet dezelfde uitspraak (Parkinson, Alzheimer en andere dementieziektes), maar dan gebaseerd op ruim 63 miljoen deelnemers van >=65 jaar, die gemiddeld 7 jaar gevolgd zijn tussen 2000 t/m 2016. Het persbericht is te vinden op https://www.hsph.harvard.edu/news/press-releases/significant-link-found-between-air-pollution-and-neurological-disorders/ , Op het einde van het persbericht kan worden doorgelinkt naar het eigenlijke artikel in The Lancet, dat Open Access is ( https://doi.org/10.1016/S2542-5196(20)30227-8 ).

De belangrijkste afbeeldingen:

  • Density is het aantal mensen dat in een interval (met een niet-getoonde breedte) zit. De twee density-curves zijn gelijk. Dus de meeste mensen zitten in een interval rond 10,0µg/m3 en bijvoorbeeld 5% van de mensen zit boven de 16,0µg/m3.
  • Op de horizontale as de concentraties PM2.5 . De WHO-richtlijn is 10µg/m3 en de Europese en Nederlandse norm is 25µg/m3. ‘Low exposure’ is in het Harvardonderzoek 12 μg/m3 .
  • Deze dosis-effectrelaties zijn gemiddeld over allerlei subgroepen. Uitsplitsen per doelgroep levert onderstaande figuur.
  • Vanwege het enorme aantal deelnemers zijn de onzekerheidsmarges veel kleiner dan hij het Britse onderzoek. Het Harvardonderzoek moet daarom hoger worden aangeslagen.
  • Density Q1 betekent de dat je de onderzoeksgroep opdeelt in vier gelijke porties, geordend naar de bevolkingsdichtheid van het gebied waar ze wonen (dus van platteland tot stadscentrum).
  • Hieronder is weergegeven hoe de HR toeneemt als de concentratie met 5µg/m3 toeneemt. Dus: als de concentratie PM2.5 met 5µg/m3 toeneemt, stijgt de kans op Alzheimer en verwante dementies bij mannen met 11% en bij vrouwen met 14%.

De PM2.5 – concentratie in de Nederlandse atmosfeer.
Hieronder de PM2.5 – kaart van Nederland over 2019, zoals weergegeven in de Atlas van de Leefomgeving ( https://www.atlasleefomgeving.nl/kaarten ). De concentraties zijn berekend vanuit het NSL en de resolutie is 25*25m.
Op de interactieve kaart in de Atlas zelf kun je met de i-functie per locatie kijken. Bijvoorbeeld (alles in µgr/m3)  de Waddeneilenden 6, Eindhoven 11, Boekel en Den Bosch 12, en de omgeving van Tata Steel 14 (de hoogste concentratie binnen Nederland.

Men kan nu gaan schatten in de geest  van dat iemand in Eindhoven, vanwege de PM2.5,  13% meer kans heeft op Parkinson en Alzheimer (en daaraan verwant) dan iemand op de Waddeneilanden. Maar nogmaals, er spelen meer oorzaken dan alleen de luchtvervuiling waar dit artikel over gaat, dus vaar hier niet blind op.

Verband tussen luchtvervuiling in dementie?

Het is nog maar een jong onderzoeksveld, maar het trekt veel aandacht: is er verband tussen luchtvervuiling en dementie (al dan niet Alzheimer)? Iedere geleerde op dit gebied zal zeggen dat verder onderzoek nodig is, maar desalniettemin verschijnen de eerste ruwe kwantitatieve schattingen al.

Resultaten
In Science van 27 januari 2017 staat een overzichtsartikel van Emily Underwood, waarin ze de diverse studies langsloopt. Van oude honden in sterk vervuilde gebieden in Mexico, die geheel van de wap zijn en bij sectie meer amyloid b hadden dan even oude honden uit minder vervuilde gebieden. Deze studie was ad hoc en had te weinig wetenschappelijke kracht, maar triggerde vervolgonderzoek bij de University of South Califormia (USC), oa op muizen met een ingebouwd menselijk amyloid b – gen, dat vergelijkbare resultaten gaf. De

Opgevangen vuile lucht die gesprayed zal worden

vuile lucht, waar de muizen het slachtoffer van werden, kwam van 100m van een weg waarop 300.000 auto’s per etmaal reden (pakweg het dubbele van de Poot van Metz bij Eindhoven).

In een studie, die ten tijde van het artikel van Underwood nog moest verschijnen, zeggen de USC-researchers, op basis van een studie van 11 jaar, dat leven waar er meer dan 12 µgr/m3 PM2.5 in de lucht zit (de EPA-grens in de VS), het risico op dementie bij bejaarde vrouwen verdubbelt.

Later vond Chen van USC met hersenscans dat bij 1403 bejaarde vrouwen elke toename van 3,5 µgr/m3 PM2.5, een jaar of 6 a 7 voor de scan, tot 6cm3 verlies aan witte materie rond zenuwen leidt.

Er is geen verband gevonden met Parkinson of Multiple Sclerosis.


Ook benoemt Underwood een cohortstudie (Lancet, 4 jan 2017), waarin miljoenen volwassenen onder de 50 en boven de 55 gevolgd werden, die in 2001 in Ontario (Canada)  woonden. Op minder dan 50m van een grote verkeersweg wonen voegde 7% extra kans op dementie toe (50-100m +4%, 100-200m +2%) t.o.v. wonen op 300m afstand. De cijfers zijn zelfs behoorlijk precies. In grote steden en bij een lang verblijf  is het effect sterker.

Een studie onder 19000 gepensioneerde verpleegsters in de VS kwam tot de bewering dat elke 10 µgr/m3 PM2.5 tot twee jaar extra geestelijke veroudering leidt.

Herhaald zij nog eens dat dit voorlopige resultaten zijn. Er kan soms ook een geluidseffect in zitten of een armoede-effect (arme mensen wonen vaak dichter bij snelwegen), of andere vormen van stress. Genoemde data hoeven niet het laatste woord te zijn.
Bovendien is de ene mens (genetisch) vatbaarder dan de andere.

Mechanismen
Hetzelfde voorbehoud dat er nog veel niet bekend is.

Werkingsmodel fijn stof in de hersnen

Men kan zich een direct mechanisme voorstellen (de stofkorreltjes belanden in de hersenen) of indirect (de korreltjes veroorzaken ontstekingsreacties en die werken indirect).

Met radioactieve koolstof gemarkeerde korreltjes onder de 200nm (0,2µm)  halen in elk geval bij muizen, vanuit het neusslijmvlies en via de reukzenuw, uiteindelijk het cerebellum (achter in het hoofd).

Zie tekst Underwood de volledige tekst van Underwood.

Brabant

PM2.5-concentraties in Brabant in 2014 (atlas Leefomgeving)

Hierboven een PM2.5 – kaart van Brabant in 2014 uit de Atlas Leefomgeving. De binnenstad van  Eindhoven en Den Bosch zit rond de 16 µgr/m3 PM2.5, die van Tilburg rond de 15 en West-Brabant iets boven de 12 µgr/m3 PM2.5.

De research kan dus voor de Brabantse volksgezondheid van belang
blijken.