Development of Allergies: Hidden Danger of Oxygen

langlevende reactieve zuurstof tussenproducten die zich ontwikkelen op deeltjes in de atmosfeer kunnen verklaren waarom steeds meer mensen lijden aan allergieën.Nieuwe bevindingen van onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Chemie en het Paul Scherrer Instituut in Zwitserland helpen verklaren hoe toxische en allergieveroorzakende stoffen in onze lucht worden gevormd. De wetenschappers hebben voor het eerst langlevende reactieve zuurstof tussenproducten ontdekt op het oppervlak van aerosoldeeltjes. Deze vormen van zuurstof overleven hier meer dan 100 seconden en in die tijd reageren met andere luchtverontreinigende stoffen zoals stikstofoxiden. Chemisch gesproken worden de stofdeeltjes geoxideerd en genitreerd. Dit is wat roetdeeltjes giftiger maakt en het potentieel van pollen verhoogt om allergieën te veroorzaken.Hoewel wetenschappers al jaren vermoeden dat deze tussenvormen bestaan, werd aangenomen dat ze binnen een fractie van een seconde verdwenen en dus weinig invloed hadden op chemische processen in de atmosfeer. De tussenvormen van zuurstof ontwikkelen zich wanneer ozon reageert met fijn stof zoals roet, polycyclische aromatische koolwaterstoffen of polleneiwitten.”Ons onderzoek lost niet alleen eerdere tegenstellingen tussen theoretische berekeningen en metingen op, het toont ook aan dat tussenproducten ook verantwoordelijk zijn voor vele atmosferische en fysiologische reacties,” zei Manabu Shiraiwa, hoofdauteur van de studie.Ulrich Pöschl, hoofd van de aerosol research group aan het Max Planck Instituut in Mainz, gaat nog een stap verder: “wij vermoeden dat de toename van allergieën in geïndustrialiseerde landen verband houdt met deze reacties. Hoe meer ozon en stikstofoxiden worden uitgestoten door de industrie en het verkeer, hoe vaker organische moleculen zoals berkenpollen eiwitten worden genitreerd en dat is wat ons immuunsysteem irriteert.”Pöschl en zijn collega’ s hebben bewijs verkregen dat deze genitreerde eiwitten inderdaad ernstiger allergische reacties kunnen veroorzaken dan de inheemse eiwitvorm. Als deze hypothese wordt bevestigd, zou de menselijke gezondheid een nog groter risico lopen door verbrandingsgerelateerde emissies dan eerder werd gedacht.

de tussenproducten van reactieve zuurstof kunnen ook een verklaring zijn voor enkele directe schadelijke gezondheidseffecten van roet van diesel en tabaksrook. De polycyclische aromatische koolwaterstoffen die op het oppervlak van deze deeltjes worden aangetroffen, reageren opnieuw gemakkelijk met ozon en vormen langlevende reactieve zuurstof tussenproducten. Als de deeltjes worden geïnhaleerd, interageren ze direct met fysiologische processen in de menselijke long en andere organen.De wetenschappers gaan er ook van uit dat de zuurstof tussenproducten een indirect effect op ons klimaat kunnen hebben. Vermoedelijk zijn zij betrokken bij de vorming en groei van fijne organische deeltjes uit vluchtige organische verbindingen die afkomstig zijn van zowel natuurlijke als geproduceerde bronnen zoals vegetatie en industriële activiteiten. Deze deeltjes verspreiden zonlicht en beïnvloeden de vorming van wolken en neerslag, waardoor de energiebalans van de aarde en de hydrologische cyclus worden beïnvloed.

om de atmosferische abundantie en klimatologische effecten van reactieve zuurstof tussenproducten te kwantificeren, zullen de op Mainz gebaseerde Max Planck-onderzoekers verdere kinetische experimenten en uitgebreide, numerieke simulaties uitvoeren. In samenwerking met biomedische partners onderzoeken zij ook de fysiologische effecten van stikstofhoudende eiwitten die gevormd worden door zuurstof tussenproducten die reageren met stikstofoxiden.
(SB/MF)

oorspronkelijke publicatie:
Shiraiwa M. et al.: De rol van langlevende reactieve zuurstof tussenproducten in de reactie van ozon met aerosoldeeltjes. Natuurchemie, 20. Februari 2011; doi: 10.1038/NCHEM.988

http://www.mpg.de/