Вплив промислового забруднення на когнітивне здоров'я може тривати поколіннями

У журналі «Science of the Total Environment» було опубліковано рідкісний дизайн дослідження: вчені з Університету Юти досліджували, чи впливає вплив промислового забруднення на бабусь під час вагітності на ризик інтелектуальної недостатності (ІО) у їхніх онуків. Використовуючи унікально глибокі бази даних штату Юта, автори показали, що чим вища щільність потенційно забруднюючих промислових підприємств навколо будинку вагітної матері бабусі по материнській лінії, тим вищі шанси на те, що у дитини буде діагностовано це захворювання в наступному поколінні. Робота була опублікована онлайн 13 червня 2025 року та включена до випуску журналу від 10 серпня 2025 року; університет опублікував детальний огляд 20 серпня.

Передумови дослідження

Інтелектуальна недостатність та інші вади розвитку не є рідкістю або «екстремальними випадками»: приблизно кожна шоста дитина у Сполучених Штатах має принаймні одну з цих діагностичних категорій, а частка офіційно діагностованих інтелектуальних порушень в опитуваннях NHIS значно коливалася з 2019 по 2021 рік. Це великий тягар для сімей, шкіл та охорони здоров’я, і є причиною, чому вчені все частіше вивчають роль факторів навколишнього середовища, від якості повітря до конкретних промислових викидів.

Зв'язок між забруднювачами під час вагітності та нейророзвитком став особливо сильним протягом останнього десятиліття. Мета-огляди та великі когортні дослідження показують, що вплив дрібних частинок PM2.5 та пов'язаних із ними забруднювачів на матір під час вагітності пов'язаний з гіршими когнітивними показниками у дітей, включаючи підвищений ризик порушень розвитку; окремі дослідження тієї ж групи авторів вже пов'язали щомісячний (триместр) вплив PM2.5 з ризиком інтелектуальної відсталості. Це біологічно правдоподібно: забруднювачі викликають системне запалення, оксидативний стрес та епігенетичну перебудову програм розвитку мозку.

Але класичні дослідження майже завжди обмежуються одним поколінням (мати-дитина). Тим часом з'являються дані про те, що деякі ефекти здатні «пробиватися» далі – через статеві клітини майбутніх батьків та епігенетичну пам'ять. Огляди клінічної епігенетики та експериментальних моделей описують, як хімічні агенти до зачаття та під час вагітності залишають мітки метилювання ДНК/хроматину, які зазнають «перезапуску» геному та пов'язані з ризиками у потомства. У людських зразках така конструкція зустрічається рідко, тому багатопоколіннєві дослідження є важливим наступним кроком, який дозволяє нам перевірити, чи зберігся «слід» промислового середовища від бабусі до онуків.

Технічно така робота ґрунтується на даних. Сполучені Штати надають унікальні інструменти для історичної реконструкції промислового ландшафту: реєстри підприємств з кодами NAICS (що саме вироблялося поблизу дому) та модель скринінгу RSEI Агентства з охорони навколишнього середовища, яка підсумовує токсичні викиди за відносною «шкалою ризику». У поєднанні з поздовжніми сімейними реєстрами (як у штаті Юта) це дозволяє нам пов’язати адреси проживання вагітних жінок у минулому з поточними діагнозами їхніх онуків, оцінюючи не лише «кількість фабрик поблизу», але й очікуване токсикологічне навантаження. Саме ця «археологія промислового середовища» пояснює цінність нового дослідження.

Як це вивчали: три покоління на карті

Команда дослідників пов’язала Реєстр аутизму та порушень розвитку штату Юта з Базою даних населення штату Юта, генеалогічним деревом медичних та демографічних даних, що охоплюють десятиліття. Основна увага була зосереджена на 6380 дітях (покоління F2), народжених між 2000 і 2014 роками у всіх округах штату. Для кожної бабусі (покоління F0) автори реконструювали адресу проживання на момент народження дитини (покоління F1) та розрахували щільність промислових об’єктів у радіусах 3 км та 5 км, використовуючи історичні довідники Dun & Bradstreet з кодами NAICS. Щоб оцінити не лише кількість фабрик, але й потенційний токсикологічний профіль, щільність була додатково зважена за допомогою Індикаторів екологічного ризику (RSEI). Потім регресійні моделі порівняли ці «бабусині» впливи з наявністю діагнозу аутизм у онуків.

Основні результати

• Материнська лінія є найсильнішою. На кожне стандартне відхилення +1 у щільності промислових підприємств навколо будинку вагітної бабусі по материнській лінії, ймовірність розвитку інциденту у онука/онучки була на 12% вищою в радіусі 3 км (ВШ 1,12; 95% ДІ 1,03-1,22) та на 9% вищою на відстані 5 км (1,09; 1,003-1,19). З урахуванням «токсичності» об'єктів за RSEI оцінки залишилися подібними: 1,12 (1,04-1,20) для 3 км та 1,08 (1,003-1,17) для 5 км.
• Лінія батька також «підморгує». Для вагітної бабусі по батьківській лінії асоціації з «сирими» щільностями були слабшими; при зважуванні за RSEI сигнал посилювався на відстані 5 км (OR 1,12; 1,02-1,22).
• Загальний висновок: Історичний пренатальний вплив промислового забруднення, особливо по материнській лінії, пов'язаний з підвищеним ризиком порушень розвитку (зокрема, діагнозу інтелектуальної недостатності) у наступному поколінні.

Чому це може статися

Це здається парадоксальним: як доросла дитина може нести «відбиток» вагітності своєї бабусі? Біологічно найбільш правдоподібними є два шляхи. По-перше, епігенетичне «налаштування»: коли бабуся вагітна дочкою, закладаються статеві клітини цієї доньки, які стануть батьками через десятиліття – саме тут теоретично можливий довготривалий слід від токсичного впливу. По-друге, кумулятивне середовище: райони з промисловим забрудненням часто несуть «кравець» успадкованої інфраструктури, способу життя та вразливостей – деякі ризики можуть накопичуватися протягом поколінь. Це гіпотези, а не доведені причинно-наслідкові ланцюжки, але вони узгоджуються зі зростаючою літературою про багатопоколіннєві наслідки забруднення повітря.

Що нового додає це конкретне дослідження?

Автори не вимірювали абстрактний «смог», а реконструювали промислову історію повітів: де і коли працювали фабрики, наскільки потенційно ризикованими вони були за типом виробництва (NAICS + RSEI), як близько до дому жила вагітна жінка. Такий «археологічний» підхід, та ще й для трьох поколінь одночасно, зустрічається вкрай рідко – зазвичай дослідження обмежуються впливом однієї вагітності та сучасними супутниковими оцінками якості повітря. Тут показано, що історичне промислове середовище залишає статистично помітний слід у онуків.

Як це читати без перебільшення

• Це обсерваційне дослідження: показано асоціації, а не доведено причинно-наслідковий зв'язок. Залишаються можливими фактори, що впливають на результат (міграція, соціально-економічний статус сімей, пов'язані джерела забруднення).
• Це відбувається в Юті, де доступні унікальні реєстри та генеалогічні дерева; перенесення результатів в інші регіони потребує тестування.
• Результат – інтелектуальна недостатність (ІН), тобто конкретний клінічний діагноз з групи порушень розвитку; результати не стосуються всіх когнітивних наслідків одночасно.

Що це означає для політики та сімей – практичні кроки

- Міста та штати:

• враховувати історичні промислові карти під час зонування, відновлення ґрунтів та водних ресурсів, надаючи пріоритет «успадкованим» територіям;
• посилити епідеміологічний нагляд та ранній скринінг розвитку дитини в районах з густою промисловою історією;
• Інтегрувати бізнес-реєстри (D&B/NAICS) з даними про здоров'я для оцінки багатопоколінних ризиків.

- Охорона здоров'я та школи:

• направляти сім'ї з «промислових» районів для ранньої оцінки розвитку та підтримки (логопеди, ерготерапія, індивідуальні програми розвитку);
• навчити педіатрів та викладачів розпізнавати ледь помітні ознаки затримки та швидко надавати допомогу.

- Сім'ї:

• якщо ви живете поблизу промислової зони, дотримуйтесь правил гігієни вдома (вологе прибирання, пилосос HEPA, вентиляція поза годинами пікових викидів), перевіряйте воду та ґрунт (де це можливо);
• Під час вагітності уникайте вторинних джерел токсикантів (дим, розчинники), проконсультуйтеся щодо харчових джерел металів (хижі риби тощо).

Обмеження та «що далі» для науки

Потрібні підтвердження в незалежних когортах та з різними забруднювачами (повітря, ґрунт, вода), поздовжні дослідження з біомаркерами впливу/ефекту (метилом, епігенетичний годинник) та краща реконструкція реального впливу (не лише «близькість до рослини», а й виміряні викиди). Корисними були б порівняння за родовідною лінією (материнська проти батьківської) та оцінка комбінованого впливу впливу матері та бабусі, що вже дає вищі ризики в інших дослідженнях багатьох забруднювачів.

Джерело дослідження: Грінескі С.Є. та ін. Багатопоколіннєвий вплив забруднюючих галузей промисловості та порушень розвитку. Science of the Total Environment, том 989, стаття 179888; ePub 13 червня 2025 р.; друковане видання - 10 серпня 2025 р. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.179888