Auteur: Ursula Maria Bellut-Staeck
Jaar: 2023
Tijdschrift & DOI nummer: Journal of Biosciences and Medicine, DOI: 10.4236/jbm.2023.116003
Relevantie:
Dit artikel is zeer relevant, omdat hier een hypothese wordt geformuleerd voor het mechanisme waardoor geluidsgolven in het menselijk lichaam onder andere tot celwandschade van de bekleding van bloedvaatjes leiden, en tot verstoring van het stikstofmonoxide metabolisme.
Beiden zijn een belangrijke voorwaarde voor een gezonde bloedvoorziening van de weefsels.
Dat geluidshinder tot gezondheidsklachten leidt, is geen punt van discussie meer (WHO rapport 2018). De gezondheidsproblemen door geluidshinder die worden genoemd zijn: hoge bloeddruk, hart- en vaat ziekten (o.a. ritmestoornissen), slechtere zwangerschapsuitkomsten, concentratieproblemen, slaapproblemen, stemmingsstoornissen, angstgevoel, tinnitus en duizeligheid.
De hypothese luidt dat de drukgolven van geluid die ook dóór het menselijk lichaam gaan, de functie van Piezo1-kanalen in de celmembraan van oa de vaatwandbekleding in de kleine bloedvaatjes verstoren. Hierdoor zal een correcte aanpassing aan de vraag naar O2 en stikstofmonoxide niet plaatsvinden en treden veranderingen op van het steunweefsel in de cel (het cytoskelet).
De hypothese is gebaseerd op al bestaand bewijs voor:
- Geluid is een mechanische kracht, daarom onderworpen aan fysische wetten;
- Het bestaan van talrijke bewegings-sensoren voor geluid en trillingen op de celwanden in de vaten met PIEZO-1 en PIEZO-2-kanalen. (Nobelprijs voor de geneeskunde in 2021 voor Ardem Patapoutian en David Julius);
- Doorgeleiding van mechanische krachten is cruciaal voor veel vitale feedbackmechanismen in de bloedvaten;
- De mechanische overdracht van krachten via de structuren van het endotheel cytoskelet;
- Fijngevoelige prikkelbaarheid van endotheelcellen met snel vermeerderde geleiding naar boven en beneden.
De hypothese luidt:
- Geluid is bij bepaalde frequenties, geluidsdrukken, effect/tijdsprofiel en tijdsduur, in staat om de fysiologische stroming in de kleine bloedvaatjes te verstoren;
- In dit geval zal de overdracht van mechanische krachten op een ongecontroleerde manier plaatsvinden;
- Als gevolg hiervan worden de vasomotore functies en in het bijzonder de ‘vasomotion’ (ritmisch samentrekken van de kleinste bloedvaatjes) gestoord;
- Wanneer deze verstoring langdurig optreedt kan dit leiden tot een chronisch ontoereikende nutriëntenvoorziening, en dus naar een verschuiving van evenwicht naar onevenwichtigheid, vooral voor de redoxsystemen (oxidatie en reductiereacties die de stofwisseling in evenwicht houden) en voor de reacties op ontstekingsprocessen.
Voor het eerst kan de symptomatologie van aan chronisch infrageluid blootgestelde mensen en dieren pathofysiologisch worden verklaard met een coherente hypothese.
Nederlandse samenvatting:
De microcirculatie van zoogdieren is een autonoom en complex, gesynchroniseerd systeem in reactie op de behoefte aan voedingsstoffen en zuurstof. Voor een ongestoord verloop van vitale functies zoals de groei, de bloeddrukregulatie, immuniteitsreacties en de embryogenese is de integriteit van het endotheel een voorwaarde. Vooral de ‘vasomotion’ (ritmisch samentrekken van capillairen) is ervan afhankelijk. Netwerken die bewegingen/ mechanische signaaloverdracht signaleren, spelen een cruciale rol in vitale cellulaire processen en zijn het beslissende fysiologische mechanisme voor een adequate afgifte van stikstofmonoxide- hoofdverantwoordelijk voor de autoregulatie van bloedvaten. Verstoorde endotheel integriteit, bijvoorbeeld vanwege chronische oxidatieve stress en/of mechanische (oscillerende) stress, leidt tot verstoring van de vasculaire ‘vasomotion’ en een verstoring van redoxsystemen, de belangrijkste oorzaak voor de ontwikkeling van chronische ontstekingsziekten zoals atherosclerose en daaruit voortvloeiende secundaire hart- en vaatziekten, en mogelijk kanker.
Het ‘cytoskelet’ van het endotheel, dat beweegt volgens een visco-elastisch “tensegriteitsmodel” (zie afbeelding), biedt de mogelijkheid voor voortgeleiding van bewegingen door zijn speciale constructie. De snelgroeiende kennis van de laatste jaren over de mechanische krachten in cellulaire detectie en regulatie (die culmineerde in de Nobelprijs voor de decodering van druk/ trilling gevoelige ion kanalen- de piezokanalen), brengt ons tot de volgende hypothese: de externe stressor “Geluidsdruk” produceert onder bepaalde omstandigheden een oscillerend spanningsveld in het fysiologische laminaire stromingsbed van haarvaten, wat kan leiden tot verstoringen in de bewegingsoverdracht. Onderzoeksbevindingen laten een strikte afhankelijkheid van de frequentie zien van mechano-transductie, en laten drempels voor een 1:1 transmissie zien. De kennis, recent opgedaan over de bewegingsoverdracht binnen het endotheel, werpt een nieuw licht op de invloed van lage geluidsfrequenties. Dit zou een verklaring kunnen bieden voor de lang gezochte pathofysiologische manier waarop infrageluid op cellulair niveau een stressor-effect kan uitoefenen.
Aan lawaai blootgestelde burgers, die in de buurt wonen van infrastructuren zoals een biogasinstallatie, warmtepompen, blokvormige thermische centrales en grotere industriële windturbines (IWT’s), vertonen wereldwijd vooral een symptomatologie die geassocieerd is met microcirculatiestoornissen. Denkbaar zijn ook effecten op insecten of vissen, aangezien de piëzo-ionkanalen worden beschouwd als evolutionaire structuren van álle meercellige organismen. Een experimenteel model wordt voorgesteld om de directe pathologische invloed van infrageluid van gedefinieerde sterkte, frequentie, effect/ tijdsprofiel en duur op de ‘vasomotion’ aan te tonen.
Original abstract:
The microcirculation of mammals is an autoregulated and complex synchronised system according to the current demand for nutrients and oxygen. The undisturbed course of vital functions such as of growth, blood pressure regulation, inflammatory sequence and embryogenesis is bound to endothelial integrity. The sensible vasomotion is particularly dependent on it. Mechano-transduction signaling networks play a critical role in vital cellular processes and are the decisive physiological mechanism for an adequate NO-release, main responsible for the autoregulation of vessels. Disturbed endothelial integrity, originating, e.g., from chronic oxidative stress and/or mechanic (oscillatory) stress, leads to disturbance of vasomotion as well as a disequilibrium of redox systems, recognized as main cause for the development of chronic inflammation diseases such as atherosclerosis and corresponding secondary illnesses, possibly cancer. The endothelial cytoskeleton, which corresponds to a viscoelastic “tensegrity model”, offers the possibility for mechano-transduction via its special construction. The rapidly growing knowledge about mechanical forces in cellular sensing and regulation of the last years (that culminated in the Nobel Prize award for the decoding of pressure/vibration sensing ion channels), led us to the following hypothesis: The extern stressor “Noise” produces under certain conditions an oscillatory stress field in the physiologically laminar flow bed of capillaries, which is able to lead to irregular mechano-transductions. Findings provide a strict dependence on frequency in mechano-transduction with determination of thresholds for a 1:1 transmission. The knowledge, recently gained on endothelial mechano-transduction, sheds a new light on the importance of low frequencies. This could indicate the long-sought pathophysiological way in which infrasound can exert a stressor effect at the cellular level. Noise-exposed citizens, who live near infrastructures such as a biogas installation, heat pumps, block-type thermal power stations and bigger industrial wind turbines (IWT’s), show worldwide mainly a symptomatology associated with microcirculatory disorder. Conceivable are also effects on insects or fishes, since the piezo-channels are recognised as conserved structures of all multicellular organism. An experimental design is proposed to demonstrate the direct pathological influence of infrasound of defined strength, frequency, effect/time profile and duration on the sensitive vasomotion.
Bij welke vraag hoort dit artikel:
- Heeft infrasoon en laag frequent geluid een negatieve invloed op het functioneren van omwonenden?
- Zijn er effecten van laag frequent geluid op kinderen?
Zoektermen/tags: Hart- en vaatziekten, laagfrequent geluid, LFG, kinderen, cardiologie