研究:空氣汙染損害大腦


法新社 更新日期:2011/04/08 11:20 陳怡君







(法新社華盛頓7日電) 美國研究人員今天表示,暴露在公路的汽車廢氣的老鼠,大腦會受損,造成類似記憶力喪失以及阿茲海默症(Alzheimer's disease)等傷害。



科學家在實驗室重新製造石化燃料燃燒、汽車零件及路面磨損後產生的空氣汙染物質,讓老鼠連續10週、每週15小時暴露在這種惡劣的空氣中。



報告指出,空氣微粒「約為人類毛髮寬度的1/1000,汽車空氣濾淨系統無法過濾這麼小的微粒」,但卻嚴重傷害這些老鼠的大腦。



來自南加州大學(University of SouthernCalifornia)的資深研究作者范奇(Caleb Finch)表示:「雖然肉眼看不到,一旦吸入這樣的空氣,將影響大腦神經元,長期之下,公路空氣可能對大腦健康產生負面效果的可能性升高。」



科學家發現,髒空氣對大腦中負責學習和記憶的神經元「造成嚴重損害」,同時也偵察到「與早衰與阿茲海默症有關聯的大腦發炎徵兆」。



這項研究發表在「美國環境與健康展望期刊」(Environmental Health Perspectives)。



麩胺酸(Glutamate)是組成生物體內各種蛋白質的20種氨基酸之一。麩胺酸是動物體內中樞神經系統的一種重要的興奮性神經傳導物質。與麩胺酸有關特異性受體有三大類:AMPA(α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸),NMDA(N-甲基-D-天冬胺酸)和卡英酸(Kainate,紅藻胺酸/海人藻酸)。在神經科學上,麩胺酸在中樞神經細胞的傳導與大腦的長期增強、學習及記憶能力有關:


 Robert Sapolsky (2005). "Biology and Human Behavior: The Neurological Origins of Individuality, 2nd edition". The Teaching Company. "see pages 19 and 20 of Guide Book"


在脊椎神經中,麩胺酸是含量最多的興奮性神經傳導物質。不管是大腦損傷或者疾病的影響,麩胺酸會被過量地反向累積在腦細胞之外,這種狀況會造成鈣離子經由NMDA受體(主管認知及記憶功能)的管道流入細胞,造成對神經細胞的損害甚至是死亡,這種情況稱之為興奮性毒性(excitotoxicity),導致細胞死亡的重要機制就是過量的細胞內鈣離子損害粒腺體所造成的結果:


Manev H, Favaron M, Guidotti A, Costa E (July 1989). "Delayed increase of Ca2+ influx elicited by glutamate: role in neuronal death". Mol. Pharmacol. 36 (1): 106–12. PMID 2568579. http://molpharm.aspetjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=2568579.


在失智症的成因中,NMDA受體管道讓過量的鈣離子流入導致細胞受損甚至死亡,已被學術界普遍接受是重要的原因之一,此外,包含中風引發的缺血效應所產生的危害甚至是自閉症等的心智障礙皆與此機轉有關:


Hynd MR, Scott HL, Dodd PR. (October 2004). "Glutamate-mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimer's disease.". Neurochem Int. 45 (5): 583–95. doi:10.1016/j.neuint.2004.03.007. PMID 15234100. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15234100.


麩胺酸是GABA的前質,在體內轉換須經Glutamate decarboxylase(簡稱GAD)這種酶的催化,GABA眾所周知,是體內重要的抑制性神經傳導物質,GAD在體內最多的地方就是小腦和胰臟,有一種罕見的自體免疫疾病稱之為Stiff-man syndrome(僵硬人症候群),由於患者對GDA有抗體作用,導致麩胺酸無法轉化為GABA,因此肌肉持續處於興奮狀態,顧肌肉持續緊繃的現象就會出現當然,胰臟方面會導致胰島素功能障礙,進而引發糖尿病。



最近美國南加州大學的研究發現空污的微粒會讓大腦的NMDA受體作用異常,導致記憶力減退甚至讓失智症的風險提高,相關原文資料請參閱:



http://ehp03.niehs.nih.gov/article/info:doi/10.1289/ehp.1002973


因此,要防止記憶力退化、預防失智的發生,空氣污染的微粒的負面效應應該正視及處理,減少暴露及增加排除會讓環境毒素對身體的負面影響減至最低。功能性醫學建議可以從增加肝排毒方面來著手,至於身體累積的殘留毒素可以藉由營養、運動及烤箱這類排毒程式來協助身體排除殘留毒素的效率,對相關改善及預防措施有興趣的人,歡迎和我交流與討論!


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