De wiskundige formule voor ons bestaan is vrij simpel: genen plus omgevingsfactoren is gelijk aan gezondheid. Om te begrijpen waarom de één ziek wordt en de ander niet, hebben wetenschappers al onze genen systematisch in kaart gebracht. Maar hoe het tweede deel van de formule, de omgevingsfactoren, onze gezondheid beïnvloedt, daar weten we nog weinig van. Tot vandaag! Lees hoe en waarom Utrechtse onderzoekers begonnen zijn met het systematisch in kaart brengen van de omgevingsfactoren die onze gezondheid beïnvloeden; factoren die zich in de buitenwereld dan wel in de miniatuurwerelden van bijvoorbeeld ons microbioom bevinden. Het leven decoderen, daar gaat het om. Blok voor blok.
 

Het exposoom, de grootse beïnvloeder van onze gezondheid, decoderen

Geschatte leestijd: 19 minuten

Exposome sensors indoors
Draagbare apparaten die onder andere de luchtkwaliteit meten maken het voor iedereen mogelijk om bij te dragen aan meetonderzoeken. Illustratie: Silvia Celiberti.

De blauwdrukken van onze omgeving

Tegenwoordig kan je de leeftijd van 85 jaar bereiken in een benijdenswaardige blakende gezondheid, maar je kan ook al op veertigjarige leeftijd komen te overlijden na een aaneenschakeling van diverse ziektes.

Zonder enige twijfel leven we over het algemeen langerdan voorheen, maar leven we ook gezonder? Wat maakt ons in de eenentwintigste eeuw ziek?

In de afgelopen decennia hebben we de pokken uitgeroeid, tegen malaria gevochten en besmettelijke epidemieën in de kiem gesmoord, ziektes die duizenden bevolkingsgroepen geraakt hebben, met name de meest kwetsbaren en de meest behoeftigen. Dat is nu anders. Tegenwoordig is de kans groter dat we stukje bij beetje uit elkaar vallen ten gevolge van hart- en vaatziekten, diabetes, diverse soorten kanker of ziektes die ons zenuwstelsel aantasten. De ironie is dat we bezwijken aan ons succes, dat we de prijs van onze economische vooruitgang betalen met obesitas, depressie en een hoge bloeddruk.

Als een rare wending van het lot, zorgen deze omstandigheden ervoor dat we een groter risico lopen wanneer we in aanraking komen met een gloednieuwe infectie zoals het nieuwe coronavirus. Hoewel in tegenstelling tot het coronavirus deze chronische ziektes niet dagelijks in het nieuws zijn, zou dit wel zo moeten zijn: elk jaar overlijden er 17 miljoen mensen aan hart- en vaatziekten, kampen naar schatting bijna 265 miljoen mensen wereldwijd met een depressie en is één op de zes sterfgevallen toe te schrijven aan kanker.

Hoe verder je in de tijd teruggaat, hoe duidelijker de verschillen worden. Op weg van de savannes naar onze betonnen jungles, hebben we bijvoorbeeld hooikoorts en voedselallergieën opgelopen, die beide niet voorkwamen bij onze voorouders. Als ons DNA gelijk is aan dat van onze voorouders en zij niet allergisch waren, dan is er iets gaande dat niet uit te leggen is aan de hand van alleen genetica. Omgevingsfactoren moeten hierbij een rol spelen.

Dat wisten we toch al, denk je wellicht. Hippocrates schreef er vierhonderd jaar voor Christus al over in On Airs, Waters and Places. Over de ‘dingen uit onze omgeving’ schrijft Hippocrates dat men serieus moet onderzoeken wat dit voor de geneeskunst betekent. Maar in welke mate en wat precies uit onze omgeving beïnvloedt nu eigenlijk onze gezondheid, jouw gezondheid?

Op deze vraag zoekt een team van de Utrecht Exposome Hub, in samenwerking met het nationale NWO zwaartekrachtprogramma Exposome-NL, antwoord. De onderzoekers hebben de ambitieuze taak op zich genomen om de duizenden chemicaliën en de ontelbare andere zaken waar we dagelijks aan worden blootgesteld, systematisch in kaart te brengen. Ze willen begrijpen wat ons ziek maakt - en wat niet, zodat ze straks weten welke omgevingsfactoren schadelijk voor ons zijn en in welke mate. En vooral: in welke combinaties zijn deze omgevingsfactoren schadelijk en zijn we in bepaalde fases van ons leven extra kwetsbaar.

De technieken die de onderzoekers inzetten om dit te achterhalen, zijn divers. Sommige onderzoekers gebruiken wearables, draagbare apparatuur zoals polsbandjes die de chemicaliën waaraan we worden blootgesteld meten. Anderen laten een heel wagenpark dat met sensoren is uitgerust rondrijden, om de luchtkwaliteit in de steden in kaart te brengen. En weer andere onderzoekers nemen een kijkje in ons lichaam om te zien hoe onze stofwisseling en ons immuunsysteem omgaan met ziektemakers, bacteriën en externe vervuilers als lood, kwik, plastics, pesticiden in groenten, geurstoffen en straling van digitale apparatuur.

De onderzoekers dragen bij aan de geboorte van een nieuwe wetenschap die exposoom heet en die de omgevingsfactoren bestudeert waaraan we gedurende ons leven worden blootgesteld.

  • Lichtsensor

    Dit apparaat meet de hele dag door de lichtsterkte en wordt gebruikt om het verband tussen blootstelling aan licht en gezondheid te onderzoeken.

  • Polsgedragen apparatuur

    Van polsbandjes die chemicaliën uit de omgeving opnemen tot horloges die de hartslag monitoren.

  • Rugzak

    Een rugzak met ingebouwde luchtkwaliteitssensoren die onderweg luchtvervuilingsgegevens verzamelt.

Vanaf je geboorte tot aan je dood kom je in aanraking met een ontelbare hoeveelheid onzichtbare moleculen en andere verborgen krachten, die allemaal effect op ons hebben. De slechte halen de voorpagina van de krant: giftige chemicaliën, giftige verhoudingen, giftige culturen ... Dat we niet alle factoren onder controle kunnen krijgen, geven ook de pioniers in het exposoomonderzoek toe. Maar als we beter begrijpen hoe onze omgeving onze gezondheid beïnvloedt, dan kunnen we betere keuzes maken: van welk voedsel goed voor ons is tot welke straten we in de stad beter kunnen vermijden. Daarnaast kan deze data ons helpen om te bepalen wat wij als samenleving aan onze omgeving moeten veranderen willen we een gezonder leven leiden.

Welkom in de wereld van het exposoom ...

Het exposoom staat op het punt om een schat aan informatie te verschaffen over hoe onze omgeving onze gezondheid kan beïnvloeden.

Genoom en exposoom: biologie vermenigvuldigd met onze omgeving

Toen in 1990 het Human Genome Project begon, hoopten wetenschappers toegang te krijgen tot de genetische bibliotheek van het menselijk lichaam, om achtereenvolgens beter te begrijpen hoe ons lichaam werkt, vat te krijgen op wat er gebeurt als ons lijf niet goed functioneert en om een aantal van de meest voorkomende ziektes te kunnen bestrijden.

Hoewel het Human Genome Project heeft bijgedragen aan het identificeren van de genen die leiden tot het hebben van aanleg voor bepaalde aandoeningen - zodat in een vroeg stadium kan worden ingegrepen - is het inzicht in chronische ziekten beperkt gebleven. Dit heeft één belangrijke oorzaak: onze genen werken nooit op zichzelf. Ze reageren op onze dieetkeuzes, op ons sociale leven en op onze fysieke leefomgeving. Het samenspel tussen deze drie factoren kan onze gezondheid verbeteren of juist beschadigen.

We kunnen onze genen niet (gemakkelijk) veranderen, maar als we willen voorkomen dat mensen ziek worden, moeten we kijken naar wat we wel kunnen veranderen. En dat zijn de omgevingsfactoren.

Als in onze genen is vastgelegd of we zijn voorbestemd om een bepaalde ziekte te krijgen, dan zijn het de omgevingsfactoren die bepalen of je ziek wordt en wanneer en hoe hevig dit zal zijn. Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en het UMC Utrecht richten hun aandacht op de grote rol die deze factoren spelen bij het ontstaan van chronische ziektes.

“Omgevingsfactoren bepalen voor zo'n 70 tot 80 procent of iemand het risico loopt een chronische ziekte als hartfalen of kanker te ontwikkelen”, zegt Roel Vermeulen, hoogleraar Milieu-epidemiologie en Exposoom Analyse aan de Universiteit Utrecht en het UMC Utrecht. Hij is tevens initiatiefnemer van de Utrecht Exposome Hub, het prestigieuze tienjarige NWO Zwaartekrachtprogramma Exposome-NL en leidt op dit moment het European Human Exposome Network.

De Utrecht Exposome Hub ging in maart 2018 van start en richt zich op de enorme puzzel van hoe en waarom mensen ziek worden. Er zijn momenteel meer dan 45 onderzoekers bij betrokken, van toxicologen tot epidemiologen, van voedingsdeskundigen tot psychologen en planologen. De onderzoekers zijn het er allemaal over eens dat als we willen begrijpen wat de impact van omgevingsfactoren op onze gezondheid is, we ons moeten verdiepen in de moleculen om ons heen en in de vingerafdrukken die zij in ons lichaam achterlaten.

De wereld van chemicaliën in ons

Het is een ambitieuze taak. Sta er maar eens bij stil: het aantal chemicaliën in onze leefomgeving is toegenomen van twintig miljoen in 2002 naar 156 miljoen in 2019. De lucht die je inademt, het voedsel dat je eet, het water dat je drinkt, de medicijnen die je inneemt, de producten die je gebruikt en de oppervlaktes die je aanraakt, ze bevatten allemaal een meervoud aan chemicaliën waarvan we tot voor kort niet eens wisten dat ze bestonden.

Sommige chemicaliën komen van nature in ons milieu voor, terwijl veel andere door de chemische industrie geproduceerd worden. Chemicaliën zijn overal aanwezig; ze kunnen zowel een zegen als een bedreiging zijn. En dat laatste vaak onbedoeld, zoals de poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS) in jouw pannen met anti-aanbaklaag of het brandvertragend materiaal dat uit jouw dierbare telefoon of bank ontsnapt en zich ophoopt in huisstof.

Tijdens je dagelijkse douchebeurt kom je met niet minder dan twintig verschillende chemicaliën in aanraking. Als je shampoo in je haar doet, krijg je er nog eens dertig cadeau. Breng je gezichtscrème, deodorant, parfum, en lippenstift of aftershave aan, dan voeg je honderden chemicaliën aan je huid toe, nog voordat je je huis hebt verlaten.

Overdonderend hè? Maar nog schokkender is, dat we van veel van deze verkochte chemicaliën niet eens weten wat hun effect op onze gezondheid is. Er is steeds meer bewijs dat veel van de chemische stoffen die in huishoudelijke producten, verpakkingen, voedsel, medicijnen en cosmetica zitten, onze lichaamseigen hormonen uit balans brengen. Ze worden niet voor niets endocrine disrupting chemicals (EDC's) genoemd. Mogelijk spelen deze chemicaliën een rol in stofwisselingsstoornissen als obesitas, diabetes en leververvetting.

Het voelt alsof het grootste ongecontroleerde experiment met de gezondheid van de mens zich direct onder onze neus afspeelt.

De Utrechtse exposoomonderzoekers willen deze onzekerheid over de invloed van de omgevingsfactoren aanpakken. Om dit te doen “is een investering en inspanning nodig die vergelijkbaar is met die van het Human Genome Project”, zegt Roel Vermeulen. En met nadruk voegt hij hieraan toe: “Niets doen, het tegenovergestelde, geeft ons een onevenwichtig beeld van de menselijke gezondheid.” Met vastberadenheid en geavanceerde technologische apparatuur maken de Utrechtse onderzoekers een voortvarende start om deze enorme legpuzzel op te lossen.

View of a street with sensors placed on a car, bike, door and passerby
  • Paddenstoelvormige sensoren

    In totaal zijn zo’n twintig paddenstoelvormige sensoren bevestigd aan een aantal gebouwen en bushaltes op het Utrecht Science Park die de luchtkwaliteitscondities, zoals fijnstof en stikstofdioxide, real time in kaart brengt.

  • Snuffelfiets

    Het kleine kastje dat je op je fiets klikt, meet elke tien seconden de luchtkwaliteit en stuurt vervolgens elke minuut de gegevens naar een Data Platform dat inzicht geeft in de omgeving, de fietsroutes en de luchtkwaliteit. Mensen kunnen zelf bepalen hoe en aan wie ze de data beschikbaar willen stellen.

  • Air View Auto

    Aan de hand van auto's die zijn uitgerust met geavanceerde meetapparatuur kunnen onderzoekers de lucht testen op stikstofoxides, fijnstof, roet en ultra fijnstof en een kaart van de luchtkwaliteit maken. De resultaten worden via interactieve kaarten gedeeld met beleidsmakers, stedenbouwkundigen en het publiek.

Hoe meten we het onzichtbare?

Het hoge aantal chemicaliën om ons heen is a priori alarmerend, maar het is ook belangrijk om te vermelden dat sommige van deze chemicaliën vrij weinig doen of dat hun concentratie in alledaagse producten zo laag is, dat ze binnen de veilige marges vallen. Maar er zijn ook chemicaliën die - zelfs in lage hoeveelheden! - kunnen reageren met moleculen om ons heen of met de metabolieten in ons. Zij kunnen een ongunstige kettingreactie veroorzaken. De vraag is: Hoe kunnen we deze interacties onderzoeken?

“Iemands ‘exposoom meten’ is vele malen moeilijker dan het meten van hun genoom”, legt Vermeulen uit. “Er is geen universele methode die elke factor kan meten, zoals dit in de genetica wel het geval is. Daarnaast is het exposoom, in tegenstelling tot het genoom, variabel in de tijd. Het onderzoek vereist een multidisciplinaire aanpak, waarin we nieuwe technologische ontwikkelingen - zoals sensoren, ruimtelijke modellen en omics-methodes - uit meerdere onderzoeksvelden moeten combineren om de invloed van het gehele exposoom op een cel, weefsel of orgaan te bestuderen.”

Roel Vermeulen en zijn team pleiten voor een systematische aanpak in plaats van een traditionele benadering, waarbij de relatie tussen slechts één chemische stof en één ziekte wordt onderzocht. De onderzoekers zetten hoog in. Bijvoorbeeld door de sociale, fysieke en chemische omgeving van 10.000 Europeanen met een longziekte (COPD) in kaart te brengen en door bij hen in elk bloedmonster al de 20.000 moleculen (lipiden, suikers, zuren, amines, oxylipines, etc.) te screenen om de biologische gevolgen te ontrafelen. Het doel? Identificeren welke elementen of welke specifieke combinaties van elementen gelinkt kunnen worden aan een bepaalde ziekte.

De geheimen van het microbioom ontdekken

Bedenk dat onze darmen honderd biljoen micro-organismen bevatten! Marcel de Zoete, universitair hoofddocent bij de afdeling Medische Microbiologie van het UMC Utrecht en een van de hoofdonderzoekers van de Utrecht Exposome Hub, wil ze het liefst allemaal leren kennen - of op z'n minst de ziekmakende leden van dit ecosysteem, dat we ook wel het microbioom noemen.

“Er zitten honderden verschillende bacteriesoorten in ons darmkanaal - het is bijna alsof we een extra orgaan hebben dat ons voedsel verteert, medicijnen in ons bloed opneemt en ons immuunsysteem optimaliseert. Kortom: Alles!”, vertelt Marcel enthousiast. “Maar omdat niet iedereen dezelfde soorten bacteriën heeft, onderzoeken we welke soorten de ontstekingen veroorzaken die iemand vatbaar maakt voor bijvoorbeeld darmkanker of inflammatoire darmziektes.”

Het is een onderzoeksveld dat nog in de kinderschoenen staat. Fernanda Paganelli, universitair docent Medische Microbiologie bij het UMC Utrecht en Marcel’s collega bij de Utrecht Exposome Hub, legt uit dat we pas tien tot vijftien jaar geleden een start hebben gemaakt met het in kaart brengen van al deze bacteriën. “En nu proberen we te begrijpen wat deze verschillende bacteriën doen en in het bijzonder hoe verschillende combinaties of kolonies van bacteriën een ziekte beïnvloeden.”

Het vermogen om alle bacteriën in ons darmkanaal in kaart te brengen, heeft een compleet nieuwe wereld geopend om te begrijpen waarom bepaalde mensen ziek worden en anderen niet. We onderzoeken nu welke specifieke bacteriën of kolonies van bacteriën verantwoordelijk zijn voor immuunziekten, kanker, diabetes of infectieziekten.

Deze nieuwe kennis kan enorme gevolgen hebben voor de manier waarop chronische aandoeningen behandeld worden.

Neem bijvoorbeeld obesitas. De publieke opinie is vaak dat mensen met obesitas gewoon te veel junkfood eten en te weinig bewegen. Fernanda en andere wetenschappers van de Utrecht Exposome Hub onderzochten de rol van het microbioom op het gewichtsverlies bij patiënten met morbide obesitas. Ze bestudeerden veranderingen in de bacteriekolonies in de darmflora van de ontlasting van 45 patiënten die een crashdieet hadden gevolgd en daarna in het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven een maagverkleining hadden ondergaan.

“Zes maanden later was de samenstelling van de darmflora van deze patiënten permanent veranderd. En deze veranderingen op langere termijn werden al geobserveerd binnen twee weken na de operatie”, legt Fernanda uit. “Dit is waarschijnlijk een weerspiegeling van de aanpassing van de darmflora aan de anatomische en fysiologische veranderingen die de patiënten hadden ondergaan. En dit kan een van de belangrijkste factoren zijn waarom deze operatie tot substantieel en langdurig gewichtsverlies leidt.” Het team gebruikt deze inzichten om een minder ingrijpende behandeling te ontwikkelen, waarbij de noodzaak van opereren omzeild wordt, terwijl de blijvende stofwisselingsveranderingen die tot gewichtsverlies leiden, overeind blijven.

Marcel voegt daaraan toe: “Het is duidelijk dat onze maag ons voedsel voorverteerd. Ons dieet speelt hierbij zeker een rol, maar dit gebeurt altijd in combinatie met je eigen maag en je eigen darmflora.”

Als we beter begrijpen op welke manier het microbioom ons als gastheer beïnvloedt, kunnen we de volgende grote stap nemen: de darmflora zo manipuleren dat onze gezondheid daar baat bij heeft.

Als onze binnen- en buitenwerelden elkaar ontmoeten

Het meest fascinerende aan deze binnen- en buitenwerelden is misschien wel dat ze samenkomen in Utrecht. Volgens de onderzoekers van de Utrecht Exposome Hub wijst alles erop dat iemands exposoom de som is van de interne en externe factoren, die ieder afzonderlijk en in interactie met elkaar onze gezondheid beïnvloeden. Als we beter begrijpen welke rol onze unieke microbiomen in deze interactie met de externe factoren spelen, dan kunnen we ook verklaren waarom het exposoom van de ene persoon zo veel verschilt van dat van een andere persoon.

Epidemioloog Virissa Lenters, die nauw samenwerkt met Marcel de Zoete en Fernanda Paganelli in de Utrecht Exposome Hub, bestudeert deze interactie tussen de in- en externe factoren. “Ik wil begrijpen hoe de omgeving het microbioom in onze darmen verstoort en waarom er hierin van mens tot mens verschillen zijn.” Ze legt uit dat als je een antibioticakuur neemt, met het vliegtuig gaat of een infectie oploopt, dit het microbioom in je darmen in een paar dagen tijd dramatisch kan verstoren. “De verhouding tussen de goede en de slechte bacteriën kan heel snel veranderen, maar wat moeilijk te veranderen is, dat is het type bacteriën dat in je microbioom aanwezig is”, verduidelijkt ze.

Ik wil begrijpen hoe we een veerkrachtig microbioom kunnen krijgen, dat ons kan helpen om de dagelijkse invloeden van buitenaf beter te weerstaan en ons kan beschermen tegen de verontreiniging.

“Ik bestudeer welke chemische stoffen, waaraan we dagelijks worden blootgesteld, bijvoorbeeld die in ons drinkwater, voedsel en in onze huishoudelijke producten voorkomen, het slechtste zijn voor ons microbioom”, legt ze uit. “Dit kan belangrijk zijn voor de wetgeving over het gebruik van chemische stoffen. Als chemicaliën inderdaad schadelijk blijken te zijn, dan kunnen we eisen dat ze uit de handel worden genomen en kunnen we ons richten op het ontwikkelen van alternatieve, groenere chemicaliën.”

De onderzoekers werpen met hun benadering nieuw licht op de traditionele, epidemiologische studies, die gericht waren op het leggen van een verband tussen één enkele ziekte en één of meerdere verdachte externe factoren. Jarenlange loodvergiftiging onder de inwoners van het oude Rome, leidde ertoe dat architect Vitruvius (op wiens werk Leonardo da Vinci zijn bekende Vitruviusman baseerde) het gebruik van loden waterleidingen voor woningen afraadde. En de Britse dokter John Snow toonde halverwege de negentiende eeuw de link aan tussen vervuild water en het begin van de cholera-epidemie in de Londense wijk Soho, die in deze wijk alleen al meer dan 600 mensen doodde. Snow had geconstateerd dat er een verband was tussen het gebruik van de waterpomp in Broad Street en een overzicht met daarop het aantal sterfgevallen.

Vroege blootstelling met gevolgen voor de rest van je leven

Een baby die nog volop in ontwikkeling is in de baarmoeder, is zeer kwetsbaar voor chemicaliën. De effecten van vroege blootstelling aan chemicaliën worden gelinkt aan het meer voorkomen van kanker, longziekten, diabetes en obesitas op latere leeftijd. Ook andere ontwikkelings-, voortplantings- en neurologische effecten kunnen optreden.

Het is ontzettend belangrijk om deze onbekende stoffen te identificeren en om te bepalen welke risico’s zij met zich meebrengen, zeker nu er diverse chemicaliën zijn aangetroffen in de navelstreng, de placenta, het vruchtwater en in de eerste ontlasting van baby’s.

Promovendus Hanna Dusza en Juliette Legler, hoogleraar Toxicologie aan de Universiteit Utrecht, ontwikkelden een solide methode om de blootstelling van foetussen aan een breed spectrum hormoonverstorende stoffen (EDC’s) in het vruchtwater, in kaart te brengen. Via deze methode kunnen onderzoekers onbekende EDC’s identificeren. Het is een belangrijke stap om te kunnen bestuderen hoe blootstelling aan deze stoffen in de baarmoeder de gezondheid van deze kinderen al kan beïnvloeden.

Een baby in de baarmoeder wordt tijdens zijn ontwikkeling blootgesteld aan meer hormoonverstorende stoffen dan we ooit dachten. Het is ontzettend belangrijk om deze EDC’s te identificeren, zodat we het risico voor de baby’s gezondheid kunnen bepalen en we maatregelen kunnen nemen om de blootstelling te verminderen.

Stel je voor dat je zou kunnen zien wat je normaal gesproken niet met het blote oog kan zien: bacteriën, virussen, chemicaliën, schimmels en zelfs microscopisch kleine deeltjes die jouw lichaam binnendringen. Hoe zou dat er bij jou uit zien? Hoeveel zou dat verschillen van je buren of van een familielid dat ver weg woont?

Roel Vermeulen en zijn team hadden de ambitie om onzichtbare luchtvervuiling te visualiseren, laag voor laag, te beginnen met het meten van het exposoom.

Wat zit er in de lucht?

Luchtvervuiling is een sluipmoordenaar. Naar schatting overlijden er elk jaar vier tot negen miljoen mensen voortijdig aan de gevolgen van luchtverontreiniging. Dit houdt in dat er evenveel mensen overlijden aan de gevolgen van luchtvervuiling als aan de gevolgen van roken. Het is moeilijk om precies vast te stellen hoeveel levens er verloren zijn gegaan of bij hoeveel mensen de gezondheid is verslechterd, omdat vuile lucht eerder de risico’s om ziek te worden vergroot, dan dat het de enige oorzaak is. Luchtvervuiling verergert meestal de gevolgen van ademhalingsaandoeningen als astma, longontsteking en taaislijmziekte.

A satellite orbiting the Earth
Satellietbeelden brengen steeds vaker de luchtkwaliteit in kaart. Illustratie: Silvia Celiberti.

Steden brengen de luchtkwaliteit doorgaans in kaart aan de hand van een beperkt aantal meetpunten, maar de luchtkwaliteit en daarmee de mate van luchtvervuiling kan van straat tot straat en van dag tot dag verschillen. Vaak worden alleen de wettelijk verplichte stoffen gemeten. En dat geeft een vertekend beeld.

Ultrafijnstof, deeltjes van nanoformaat (minder dan 0,1 micron in diameter) die zich in de uitlaatgassen van auto’s bevinden, wordt niet in de standaardmetingen meegenomen. Maar deze deeltjes kunnen wel tot diep in de longen en in de bloedsomloop doordringen, en het risico op ademhalings- en hart- en vaatziekten vergroten.

Roel Vermeulen en zijn team wilden daarom een hoge-resolutiekaart van luchtvervuiling maken. In eerste instantie installeerden ze meetapparatuur in elektrische auto’s van de Universiteit Utrecht. Maar er was meer data nodig en dus gingen ze op zoek naar een manier om wereldwijd data te verzamelen. Het team van Vermeulen ging een uniek samenwerkingsverband aan met Google. Een aantal street view cars van de techgigant werd uitgerust met sensoren om de luchtkwaliteit te meten. Het team begon in Oakland en later werden de ritten uitgebreid naar Amsterdam en Kopenhagen. Naast dat de auto’s foto’s voor Google Street Maps maken om jou van A naar B te begeleiden, meten ze nu tegelijkertijd de lucht op stikstofoxiden, fijnstof, roet en ultrafijnstof, om hiermee de onderzoekers te voorzien van luchtkwaliteitsdata op straatniveau. Het resultaat: een ‘kaart van hyper lokale luchtkwaliteit’, die ons vertelt welke fietspaden we het beste naar ons werk kunnen nemen om zoveel mogelijk uitlaatgassen te vermijden.

We gaan graag een partnerschap aan met bedrijven die schaalvergroting van onze ideeën mogelijk maken. Dankzij de samenwerking met Google krijgen we nu elke dag tientallen uren aan luchtkwaliteitsdata binnen uit steden als Kopenhagen, Utrecht en Amsterdam.

Big data voor gezonder beleid

Het in kaart brengen van luchtkwaliteitsdata is de eerste laag informatie uit onze omgeving die succesvol gedecodeerd is. En deze informatie kan toegevoegd worden aan bijvoorbeeld omgevingskaarten en vervolgens gekoppeld worden aan medische dossiers van patiënten met een chronische ziekte.

En voilà! Opeens wordt inzichtelijk hoe en in welke mate de verbetering van de kwaliteit van de buitenlucht - bijvoorbeeld door het integreren van groene zones in de steden - kan bijdrage aan onze gezondheid.

De verkregen inzichten kunnen ook op politiek gebied verstrekkende gevolgen hebben. Gerard Hoek, universitair hoofddocent Milieu-epidemiologie, doet onderzoek naar de cumulatieve effecten die luchtvervuiling op onze gezondheid heeft. Hij licht dit toe: “We hebben de impact van ultrafijnstof op de luchtwegen van de inwoners van Nederland en van onze buurlanden, onderschat. De EU heeft nog steeds een grenswaarde voor fijnstofdeeltjes die tweeënhalf keer hoger is dan de huidige WHO-luchtkwaliteitsrichtlijnen. De verkregen inzichten kunnen doorslaggevend zijn voor een betere regelgeving.”

We worden aan meerdere omgevingsfactoren tegelijk blootgesteld. Samen hebben ze een grotere impact op onze gezondheid dan elke factor afzonderlijk. De benadering van de meervoudige blootstelling kan schot brengen in meer geïntegreerde beleidsoplossingen.

De luchtkwaliteitsdata kan planologen helpen om gebieden met slechte luchtkwaliteit op te sporen en aan te pakken. Kopenhagen gebruikt de kaarten inmiddels om met architecten en ontwerpers opnieuw na te denken over hoe een gezonde en leefbare stad er in de toekomst uit zou moeten zien.

Om de inzetbaarheid van de verkregen data en de verspreiding van de opgedane kennis te vergroten, hebben de Universiteit Utrecht, het RIVM en de Economic Board Utrecht de Data- en Kennishub Gezond Stedelijk Leven opgericht. In dit open platform werken meer dan tien partners uit de publieke en private sector samen aan het creëren van oplossingen voor een gezonde stedelijke leefomgeving voor iedereen.

Onze toekomst ontgiften, laag voor laag

De technologie om het exposoom in kaart te brengen ontwikkelt zich snel. Als er een gezamenlijke inspanning mogelijk is, dan kan dit een enorme stap zijn richting het ontrafelen van de mysteries van de menselijke biologie. Sommige onderzoekers zien direct de potentie in van de impact die deze kennis over het exposoom zou kunnen leveren, zowel op individueel niveau als voor de gezondheidszorg in het algemeen.

De onderzoekers van de Universiteit Utrecht benadrukken dat met name de maatschappelijke, wellicht wereldwijde, baten groot zullen zijn. Een beter begrip van het exposoom zal niet alleen leiden tot betere ziektepreventie, maar ook tot een verbetering van het beleid om gezonde gewoontes en omgevingen mogelijk te maken en schadelijke risicofactoren te helpen voorkomen.

Roel Vermeulen concludeert: “En dit is belangrijk, omdat wereldwijd de verschillen in gezondheid groot zijn. In Utrecht leven de mensen die in de beste buurten wonen gemiddeld twaalf jaar langer in goede gezondheid dan de bewoners van de armere buurten.”

We willen een exposoomkaart maken die beleidsmakers in staat stelt om te zien waar de brandhaarden zijn met weinig of juist veel risicofactoren ten aanzien van ziektes.

Voor de Utrechtse onderzoekers begint de toekomst van het exposoomonderzoek met het produceren van een gelaagde kaart van het exposoom, die beleidsmakers helpt om te zien waar er brandhaarden voor ziektes zijn, en waar dus extra aandacht besteed moet worden aan factoren als luchtkwaliteit, sociale cohesie, groene gebieden, voeding en de mogelijkheden voor lichaamsbeweging. En dit zal alleen maar belangrijker worden, wanneer de opwarming van de aarde en de daarmee gepaardgaande verwachte ecologische veranderingen onze leefomgeving alleen maar zullen verslechteren.

En dit maakt het werk van de Utrecht Exposome Hub een eerste, maar belangrijke stap. Het al van jongs af aan vervuilen van onze kinderen vergt een te hoge tol. Volgens de wetenschappers is voorkomen beter dan genezen en moeten beleidsmakers dit voorbeeld volgen.