Studien, publisert online i tidsskriftet Miljø internasjonalt , er den første som kobler luftforurensning til endringer i strukturen og funksjonen til det menneskelige tarmmikrobiomet - samlingen av billioner av mikroorganismer som bor i oss.
Det gassformige forurensende ozonet, som hjelper til med å utgjøre Denvers beryktede 'brune sky' - er spesielt farlig, studien fant, med unge voksne utsatt for høyere nivåer av ozon som viser mindre mikrobielt mangfold og flere av visse arter assosiert med fedme og sykdom.
"Vi vet fra tidligere forskning at luftforurensninger kan ha en rekke negative helseeffekter, "sa seniorforfatter Tanya Alderete, en assisterende professor i integrativ fysiologi, peker på studier som knytter smog til diabetes type 2, vektøkning og inflammatoriske tarmsykdommer. "Takeaway fra denne artikkelen er at noen av disse effektene kan skyldes endringer i tarmen."
Studien kommer på et tidspunkt da luftkvaliteten i mange amerikanske byer forverres etter flere tiår med forbedring. I desember, Environmental Protection Agency nedgraderte Denver metro og nord Front Range-regioner til "alvorlig ikke-oppnåelig" status for å ikke ha oppfylt nasjonale ozonstandarder.
Regioner med åtte andre stater, inkludert noen i California, Texas, Illinois, Connecticut, Indiana, New Jersey, New York og Wisconsin, ble også straffet for høyt ozon. Verdensomspennende, ifølge forskning publisert denne måneden, luftforurensning dreper 8,8 millioner mennesker årlig - mer enn røyking eller krig.
Selv om det er blitt lagt stor vekt på respiratorisk helse, Alderetes tidligere studier har vist at forurensning også kan svekke kroppens evne til å regulere blodsukkeret og påvirke risikoen for fedme. Annen forskning har vist at besøk på legevakter for gastrointestinale problemer stiger på dager med høy forurensning, og ungdom med høy eksponering for trafikkutslipp har større risiko for å utvikle Crohns sykdom.
For å undersøke hva som kan skje inne i tarmen, Alderetes team brukte banebrytende helgenomsekvensering for å analysere fekale prøver fra 101 unge voksne i Sør-California.
Forskerne så på data fra luftovervåkingsstasjoner i nærheten av emnets adresser for å beregne deres tidligere års eksponering for ozon (som dannes når utslipp fra kjøretøyer utsettes for sollys), partikler (farlige partikler suspendert i luften), og lystgass (et giftig biprodukt ved forbrenning av fossilt brensel).
Av alle målte forurensninger, ozon hadde desidert størst innvirkning på tarmen, står for omtrent 11% av variasjonen sett mellom studiefagene - mer effekt enn kjønn, etnisitet eller til og med kosthold. De med høyere eksponering for ozon hadde også mindre utvalg av bakterier som lever i tarmen.
Dette er viktig siden lavere (bakterier) mangfold har vært knyttet til fedme og type 2 diabetes. "
Tanya Alderete, seniorforfatter
Emner med høyere eksponering for ozon hadde også en større overflod av en bestemt art som kalles Bacteroides caecimuris. Det er viktig, fordi noen studier har assosiert høye nivåer av Bacteroides med fedme.
I alt, forskerne identifiserte 128 bakteriearter påvirket av økt ozoneksponering. Noen kan påvirke frigjøringen av insulin, hormonet som er ansvarlig for å føre sukker inn i musklene for energi. Andre arter kan produsere metabolitter, inkludert fettsyrer, som bidrar til å opprettholde tarmbarriereintegritet og avverge betennelse.
"Ozon vil sannsynligvis endre miljøet i tarmen din for å favorisere noen bakterier fremfor andre, og det kan ha helsemessige konsekvenser, "sa Alderete.
Studien var relativt liten og har noen begrensninger, inkludert det faktum at avføringsprøver bare ble tatt en gang.
Alderete går nå videre med en større, mer ekspansiv studie av unge voksne i Denver -området. Takket være et nytt tilskudd fra Nonprofit Health Effects Institute, Hun undersøker også hvordan prenatal eller tidlig eksponering for luftforurensning påvirker dannelsen av tarmmikrobiomet hos 240 spedbarn.
Hun sa at hun håper arbeidet hennes til slutt vil påvirke beslutningstakere til å vurdere å flytte parker, lekeplasser og boligutbygginger borte fra travle veier og områder med høy forurensning, og invester mer i å oppfylle eller overgå luftkvalitetsstandarder.
"Mye arbeid må fortsatt gjøres, men dette bidrar til en voksende mengde litteratur som viser at menneskelig eksponering for luftforurensning kan ha varig, skadelige effekter på menneskers helse. "