Utmaningar för den medicinska vetenskapen Kjell Andersson Varför reagerar folk i innemiljöer trots att man normalt mäter mycket låga halter av allting? Vilka nya metoder behövs för att registrera ohälsoeffekter objektivt? Vad behöver man satsa på inom inneklimatforskningen? Inledning Föroreningar i innemiljön påverkar hälsan hos många människor, mest påtagligt på landsbygden i utvecklingsländer, där man använder kol och biomassa för uppvärmning och matlagning i dåligt ventilerade bostäder. Även i den industrialiserade världen sker hälsopåverkan, om än inte lika omfattande och av samma karaktär. Istället har man hänfört den ökade allergiförekomsten, luftvägsbesvär samt astma bland framför allt barn till dåliga innemiljöer. Den sista tioårsperioden har man också i större utsträckning intresserat sig för hur virus och bakterier sprids i samband med utbrott av SARS och fågelinfluensan. Vikten av bra ventilation har diskuterats i åratal och man associerar såväl hälsoeffekter som produktiviten i arbete till denna miljöfaktor. Ett mycket stort antal vetenskapliga artiklar har publicerats som visat statistiska samband mellan olika innemiljöfaktorer (dålig ventilation, olämpliga temperaturer, luftfuktighet, dålig belysning, buller, emission av kemiska och biologiska föroreningar mm) och hälsoeffekter (allergiska och respiratoriska sjukdomar, dåligt välbefinnande, symtom av ospecifik typ inkluderande såväl allmänsymtom som irritation från ögon, näsa, hals samt hud). Vissa statistiska samband är mer vanligt återkommande, exempelvis relationen mellan fukt/mögelskadade miljöer och ovan nämnda ospecifika symtom, allmänsymtom relaterade till otillräcklig ventilation, högre frekvens av symtom hos kvinnor jämfört med hos män o.s.v. * Detta kapitel baseras på en key note lecture vid konferensen Indoor Air 2008 i Köpenhamn augusti 2008: Indoor climate and health: What do we really know? Den är tillgänglig med flera referenser via www.orebroll.se/amm, Inomhusklimat, MMenkäterna.
Trots att man således påvisat många statistiska samband har knappast någon miljöfaktor kunnat knytas till specifik hälsoeffekt. Detta beror sannolikt på den komplexa innemiljön med många potentiella hälsopåverkande faktorer, de låga halter dessa förekommer i (oftast flera tiopotenser lägre än vad som accepteras under ett helt arbetsliv inom industriell miljö), den stora variationen i känslighet bland olika individer men kanske främst på att vi inte känner de biologiska mekanismerna för hälsopåverkan. Huvuddelen av de kunskaper vi har i idag har inhämtats via miljöbeskrivningar och epidemiologiska studier. I denna komplexa domän med många potentiella hälsopåverkande faktorer i låga halter och ospecifika hälsoeffekter har den epidemiologiska metodiken uppenbara begränsningar [1]. Ett problem i sammanhanget utgör också att de hälsoeffekter som diskuteras oftast utgör upplevelser och symtom och inte utgör klart definierade medicinska entiteter. Det är därför viktigt att man kan finna objektiva effektmått. De senaste decennierna har också ett antal instrument tagits fram, bland annat akustisk rinometri, rinomanometri och rinostereometri, som använts för att påvisa objektiva förändringar i luftvägarna, ögontest (break up time) eller olika inflammatoriska markörer (cytokiner). Genom experimentella studier i klimatkammare eller kvasiexperimentella interventionsstudier har man försökt att kontrollera åtminstone för några av de faktorer som kan påverka utfallet. Kliniska provokationsförsök utgör en annan möjlighet att klassificera individer, beskriva individers känslighet samt följa utfall över tiden, exempelvis sedan intervenerande åtgärder vidtagits. I figur 1 visas utfallet vid histaminprovokation av lärare som av öronläkare bedömts ha torra och krustiga nässlemhinnor jämfört med de med normala slemhinnor. Uppenbarligen finns en stor individuell skillnad som i det här fallet inte kunde relateras till någon aktuell exponering [2].
Mucosal Swelling (mm) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 5 min. 10 min. 5 min. 10 min. Non-crusty teachers, n=31 Crusty teachers, n=15 5 min. 10 min. 1 mg/ml 2 mg/ml 4 mg/ml Provocation concentration Figur 1. Slemhinnesvullnad vid histaminprovokation av personer som av öronläkare bedömts vara torra och krustiga (-o-) respektive normala (- -) [2]. Mest avgörande faktor är dock att vi inte känner de biologiska mekanismerna och därför krävs andra angreppssätt. Baserat på erfarenheter från många sjuka hus-utredningar och influenser från främst docent Lars Belin, Göteborg, är det för mig uppenbart att man måste ta ett helhetsgrepp och se individens reaktioner i ett större sammanhang och från ett evolutionsmässigt perspektiv [3]. Hjärnan i fokus Vår hjärna tar emot signaler från omgivningen men också från kroppen själv. Vi använder oss av sinnesorgan som utvecklats under flera hundra tusen års evolution. Basala sinnen, som från början kanske var våra viktigaste sinnen för överlevnad, är lukt och smak. Idag kanske syn-, hörsel- och känselsinnen är av ännu större vikt i vårt moderna samhälle. Vi vet relativt väl hur de olika sinnena arbetar och vilka kortikala eller subkortikala hjärnområden som är involverade. Miljontals signaler hanteras varje sekund, baserat på en hjärnstruktur som är högt specialiserad och har en extremt utvecklad arbetsfördelning mellan de olika hjärnareorna. Dessa områden är uppbyggda i hierarkisk ordning och blir alltmer associativa, integrerande och sofistikerade. De mest avancerade delarna av den mänskliga hjärnan, frontalloberna, svarar för tankar och unika mänskliga egenskaper som empati och etik, egenskaper som är av
allt större betydelse i en alltmer komplex social miljö. Många av de miljardtals nervceller vi har är inbyggda i neurala nätverk som svarar för såväl upplevelser, inlärning, minnen som beslut. Några av dessa nätverk är medfödda medan andra förändras under hela livet genom interaktion med omgivningen. Majoriteten av nervsignalerna når aldrig den medvetna delen av hjärnan. I själva verket är det bara 30-40 signaler per sekund som kan aktivt hanteras av medvetandet, jämfört med de miljontals signaler som ständigt skickas till hjärnan. Olika lägre hjärncentra, som talamus, hypotalamus och amygdala, tar aktivt del i det automatiska omhändertagandet av kroppen för att optimera villkoren för överlevnad. Amygdalakärnorna, strukturer som finns på båda sidor av mellanhjärnan och i nära kontakt med hippocampus, vår viktigaste minnesstruktur, kan ses som vaktposter som initierar omedelbart handlande för att kämpa eller fly om nödvändigt. Detta är naturligtvis av stort värde för överlevnad i omedelbart farliga situationer men kanske inte lika effektivt i det moderna livet om de aktiveras alltför ofta i situationer utan riktiga hot, och därvid förorsakar stress och upplevda ohälsohot i onödan. Amygdalakärnorna är starkt involverade i känslomässigt laddade situationer. Rädslereaktioner har studerats intensivt för att försöka förklara hur hjärnan arbetar och man har i djurmodeller lyckats komma ner ända till synapsnivå, d. v. s. förbindelsen mellan olika nervceller [4]. Det är nu möjligt att förklara många mekanismer, däribland betingningar, känslighetsförändringar (sensitisering) och tillvänjning (habituering). Den snabba utvecklingen av fotografiska tekniker för att avbilda hjärnan gör det möjligt att i större utsträckning förstå vad som händer i olika hjärnområden och bättre förstå varför människor reagerar som de gör. Kroppen i fokus En annan basal förutsättning för överlevnad vid sidan av att avvärja yttre hot är att etablera tillräcklligt stabila kroppsförhållanden, s k homeostas. Nervsystemets uppbyggnad, olika barriärfunktioner som exempelvis hud och slemhinnor i ögon och luftvägar samt utveckling av immunsystem utgör delar i denna evolutionära utveckling. De tidigaste delarna av det mänskliga immunsystemet var utsprungligen utvecklat för försvar mot mikroorganismer som parasiter, bakterier och virus och är fortfarande vårt basala försvarssystem, även om det inte alltid kan ta hand om nya
mutationer av exempelvis bakterier och virus. Genom att man efterhand också utvecklat ett adaptivt immunsystem, som enbart finns hos ryggradsdjur, kan immunsystemet adapteras mot invaderande agens genom att man skräddarsyr effektiva försvarsvapen. Antikroppar av olika typ, exempelvis IgE- och IgG-antikroppar, bildas i detta system. Men liksom alla försvarsvapen, kan de mest avancerade vapnen också användas mot värden själv, en mekanism som svarar för såväl anafylaktiska chocker som autoimmuna sjukdomar. Man vet också att omgivningsfaktorer, till exempel mikroorganismer och organiskt damm, kan stimulera såväl det medfödda som det adaptiva immunsystemet och utgör basen för den inflammatoriska potential damm har. Många mögel och bakterier som brukar påvisas i fukt/mögelskadade byggnader har toxisk potential. Detta betyder att de har potential att skada, även döda celler i vissa målorgan, vilket kan vara celler i olika barriärer eller skilda vävnader. För de flesta agens saknas humandata och riskbedömningen baseras då på data från djurstudier eller cellkulturer. Detta utgör ett skäl till varför bedömningar av toxiska effekter på människor ofta är mycket osäkra. När man försöker göra en toxikologisk bedömning är det viktigt att försöka värdera dos-effektrelationer. Förutom de neurologiska och immunologiska systemen finns också endokrina organsystem som hjälper till att bibehålla homeostasen. Både det sympatiska nervsystemet, som frigör adranalin och noradrenalin, och HPA-axeln (hypotalamus-hypofys-binjureaxeln) som frisläpper kortisol från binjurebarken är aktiva i stressfulla situationer. Kortisol sprids med blodströmmen till olika organ, bland annat muskler men också till hjärnan. Det verkar som om människor med olika allergisk benägenhet har olika känslighet för stresshormoner. Sammantaget gäller att de olika systemen samverkar i syfte att bibehålla homeostasen. Det nya vetenskapsområdet som vuxit fram kallas psyko-neuro-immuno-endokrinologi och markerar betydelsen av att de olika systemen samverkar [5]. Hur associerar man ovanstående till problem i inomhusklimatet? En erfarenhet från många olika inneklimatstudier är att vissa personer inte kan återgå till den ursprungliga miljön, även om denna enligt alla tillgängliga tekniska mått sanerats på ett bra sätt. I vissa fall kan dessa personer reagera direkt redan vid ankomsten till den aktuella byggnaden. De snabba reaktionerna gör att det är uppenbart att nervsystemet är
involverat och detta är sannolikt ett exempel på klassiskt betingning, som först beskrevs av den ryske psykologen, fysiologen och läkaren Ivan Pavlov på 1890-talet. Han observerade att hundar saliverade så snart de såg maten. Genom att kombinera maten med en akustisk signal (en klocka) kunde han visa att det till slut räckte med att ringa i klockan för att saliveringen skulle börja. Hunden var betingad till ljudet. Experimentella studier från Belgien, där man exponerat försökspersoner för såväl en irriterande gas (hög halt av koldioxid) och olika lukter, har klart visat att detta också gäller för oss människor [6]. Man kunde där visa att det är lättare att betinga för obehagliga lukter och även obehagliga mentala bilder och att det framför allt är lätt att betinga mer ängsliga och oroliga individer. Man fann också att om man fortsatt exponerade försökspersonerna enbart för lukter (men ej irriterande gas) efterhand betingningen reducerades eller försvann. Man hade avbetingat reaktionen. Översatt till inneklimatsituationer innebär detta att det kan finnas exempelvis lukter eller annat som triggar igång besvären. Att använda vissa känsliga individer som spårhundar för att se om saneringen lyckats är därför knappast någon bra lösning. Genom att man kan avbetinga vissa beteenden öppnas möjligheter till att även betingade personer kan komma i arbete igen. Information till de drabbade om tänkbara biologiska mekanismer har visat sig vara av avgörande betydelse. Som tidigare påpekats känner vi de biologiska mekanismerna för betingning ner på synapsnivå. Vi vet också att exempelvis amygdalakärnorna är nödvändiga för att man över huvud taget ska kunna betingas mot rädsla. Individer som alltid lämnar farliga miljöer förhindrar den naturliga habitueringsprocess som alltid finns och som också är känd på synaptisk nivå. Detta kan accentuera besvären och det har diskuterats som en möjlig förklaring till vissa överkänslighetstillstånd, exempelvis multipel kemisk känslighet eller elöverkänslighet, som i vissa fall leder till att vissa personer slutligen bor i husvagn i skogen, för att undvika exponeringar. Ett annat tillstånd är intressant den kontextuella betingningen som tidigare diskuterats i samband med riskkommunikationen. Om vi möter en tiger i vår egen trädgård startar säkert alla medfödda rädslereaktioner medan vi kan njuta och beundra de smidiga tigrarna på zoo. Vi vet att det är andra nervkärnor i amygdalastrukturerna som här är involverade och i kontakt med både hippocampus, d v s vårt minnescentrum, och frontal-
lober. Det är frestande att tro att rätt genomförd riskkommunikation som skapar en förtroendefull trygghet skulle vara en effekt av denna biologiska mekanism. Ett praktiskt fall, som för första gången fick mig att fundera på interaktion på hjärnnivå, uppstod i samband med kartläggning av innemiljön i Stockholms skolor med enkätteknik. I en skola med mycket omfattande klagomål på lukter (avlopp) och dålig luftkvalitet rapporterade såväl personal som högstadieelever knappast några slemhinnebesvär alls, något som inte stämde med aktuell kunskap. En grannskola hade uttalade problem med kaseinhaltigt flytspackel och hade sanerats till stora kostnader som även dokumenterats vetenskapligt. När man kontrollerade vad som fanns under golvmattorna också i den först nämnda skolan visade det sig att flytspackelproblematiken, som oftast åtföljs av slemhinnebesvär, var ännu mer omfattande än i den sanerade skolan trots att vare sig personal eller elever rapporterade förväntade slemhinnebesvär [7]. Utfallet presenterades som en poster i samband med en internationell konferens och frågeställningen var: Kan en känd lukt (avloppslukt) maskera effekterna av en slemhinneirriterande gas? Ett snabbt svar kom från professor Cain i San Diego, som skickade över resultat från studier genomförda redan på 1980-talet. Man kunde där se att om man exponerade försökspersoner för en irriterande, icke luktande gas och samtidigt med en annan icke irriterande men luktande gas, så upplevdes blandningen som mindre luktande och mindre irriterande. En rimlig förklaring var att det skedde en viss interaktion på central nivå, d v s hjärnnivå. Ett annat praktiskt fall som pekat mot samverkan mellan kropp och själ var utfallet för Moderna Museet. Under hösten 2001 rapporterades såväl hög symtomfrekvens som hög andel positiva hudpricktest, ett test som brukar ses som ett objektivt test. Samtidigt observerade man en kraftig histaminreaktion i huden. Vid uppföljande undersökningar sågs enbart normala värden och när det efter några år blev möjligt att analysera de nedfrysta proverna från hösten 2001 med avseende på antikroppar sågs helt normala förhållanden. Man tycks således väsentligen ha haft en ökad histaminreaktion i huden hösten 2001. Varför? Vad betydde stressen eller rädslan? Vi vet inte svaret. Hypnosstudier från Danmark (professor Bobby Zacharei [8]) har dock påvisat en förändring i histaminkänsligheten i huden vid olika sinnesstämningar, så kanske har vi en delförklaring där. För mig är
dock detta ytterligare ett tecken på den interaktion som finns mellan kropp och själ. Subjektiva och objektiva mätmetoder Otaliga studier och kartläggningar visar att många människor hänför vissa symtom till specifika miljöer. Upplevelserna är dock subjektiva och varierar mellan olika individer. Det har därför varit mycket viktigt att försöka hitta metoder som beskriver effekterna på ett objektivt sätt. Erfarenheter från det flytspackelskadade Dalen-området på 1980-talet har betytt mycket för hur jag ser på inneklimatproblemen. Klagomålen och symtomrapporteringen var omfattande och man sanerade också till mycket stora kostnader. Det var möjligt att se en positiv effekt av saneringen, som också visade sig kvarstå över tiden. Vid denna tidpunkt hade en helt ny teknik utvecklats för att objektivt beskriva känsligheten i nässlemhinnan, rinostereometrin, och vi fick möjligheter att undersöka de boendes slemhinnereaktioner vid provokationsförsök. Vi kunde visa att de boende hade högre känslighet för histamin än boende i det valda kontrollområdet vid provokationsundersökningarna. Vi fick också möjlighet att följa de boende som avflyttat från området cirka två år tidigare. Vi valde ut individer som fortfarande bodde i stockhomsområdet, som hade haft besvär under boendet i Dalen-området men som nu var besvärsfria och icke-allergiker. Det intressanta var att man trots besvärsfrihet fortfarande kunde registrera en ökad slemhinnekänslighet. Detta talade klart för att tidigare uppgivna besvär var reella. Detta kunde vi sedan verifiera genom att under sex år följa lärare i en sanerad, tidigare fuktskadad skola. Vi kunde påvisa skillnader i slemhinnekänsligheten mot histamin i provokationsförsöken men också se att över tid besvären reducerades för att efter sex år inte längre avvika från känsligheten hos kontrollskolans lärare [2]. Jag menar därför att det finns mycket klara belägg för att fukt/mögelskadade miljöer av olika typ ger objektivt påvisbara förändringar, även om de många gånger är svåra att registrera. Det positiva är att det tycks som om dessa förändringar reduceras eller försvinner efter rätt utförda saneringar. Fortfarande kan vi dock inte säga om registrerade förändringar beror på direktpåverkan på slemhinneceller eller på nervpåverkan lokalt eller centralt.
Mot den här bakgrunden menar jag att: Det finns ett starkt behov av att fokusera mer på mekanismstudier och specifika symtom. Den växande medvetenheten om att kropp och själ samverkar gör det angeläget att inkorporera teorier och metodik från såväl de medicinska som neuropsykologiska vetenskapsområdena. Det finns ett ökat behov av experimentella studier i klimatkammare och djurtestmodeller för att bättre förstå bakomliggande mekanismer. Det finns ett stort behov av att utveckla metoder som på ett objektivt sätt kan registrera olika hälsoeffekter. Samtidigt är det viktigt att betona att trots avsaknad av komplett kunskap vi kan hantera de flesta inneklimatproblem genom att använda etablerad strategi, standardiserade enkäter och mätmetoder samt tillämpa kända principer för riskkommunikation. Referenser 1. Thörn Å. Epidemiologi och sjuka hus-syndrom en olämplig kombination. Läkartidningen 2006;103(3):121-122. 2. Rudblad S, Andersson K, Stridh G, Bodin L, Juto JE. Nasal mucosal histamine reactivity among teachers six years after working in a moisture damaged school. Scand J Occup Environ Health, 2005;31(1):52-58. 3. Belin L. Kropp och själ i innemiljö. I: Stridh G och Andersson K (Red). Inomhusklimat Örebro 2006 konferens i Örebro 14-15 mars 2006. Yrkes- och miljömedicinska kliniken i Örebro s. 32-46. 4. LeDoux J. Synaptic self. How our brains become who we are. Penguin Group, 2002. 5. Gunnarsson, LG. Psykoneurobiologiskt perspektiv på stressrelaterad ohälsa. I: Sjukskrivning på gott och ont. 29:e Läkardagarna i Örebro. Örebro Läkaresällskap / Svenska Läkaresällskapet; 2009, s. 46-51. 6. Van den Bergh O, Winters W, Devries S, Van Diest I. Learning subjecttive health complaints. The Scandinavian Psychological Associations 2002;43:147-152
7. Andersson K, Fagerlund I and Dahm B. Can an easily recognised odour mask the perception of irritation substances in indoor air? A case report. Proceedings of Healthy Buildings 2000, Helsinki, 2000;Vol 1:107-108. 8. Zachariae B, Jørgensen MM, Egekvist H, Bjerring P. Skin reactions to histamine of healthy subjects after hypnotically induced emotions of sadness, anger, and happiness. Allergy 2001;56:734-740.