研究人員觀察了墨西哥城終生遭受空氣污染的兒童和年輕人的腦幹,發現令人不安的危害證據。

先前的研究已經將空氣中的細顆粒物暴露與阿茲海默氏病聯繫起來,研究人員還報告了大腦額葉皮層中源自空氣污染的奈米微粒的證據。

但是在檢查了186名年齡在11個月至27歲之間的墨西哥城年輕居民的腦幹後,包括蘭開斯特大學的Barbara Maher教授在內的研究人員不僅發現了阿茲海默氏病,帕金森氏症和運動神經元疾病(MND)的標誌物, 這些疾病的標誌物與腦幹內存在細小,獨特的奈米微粒有關-它們的外觀和成分發現它們很可能來自車輛污染。

這導致研究人員得出結論,這種性質的空氣污染(無論是吸入還是吞入)使人們處於潛在的神經系統危害風險中。腦幹是大腦的後部,它調節中樞神經系統,控制心臟和呼吸頻率以及我們如何感知身體的位置和運動,包括我們的平衡感。

Maher教授說:“研究中的年輕人的腦幹不僅顯示出阿茲海默氏症,帕金森氏和運動神經元疾病(MND)的神經病理學特徵',而且腦幹中還富含高鐵,鋁和鈦的奈米微粒- -特別是在黑質和小腦中。

“在腦幹中發現的富含鐵和鋁的納米顆粒與空氣污染(來自引擎和煞車系統)中燃燒和摩擦衍生的顆粒非常相似。

“大腦中富含鈦的顆粒是不同的-形狀明顯呈針狀;在腸壁的神經細胞中觀察到相似的顆粒,這表明這些顆粒被吞嚥並從腸中移到連接腦幹和消化系統的神經細胞。”

即使在最小的嬰兒(11個月大)中也發現了“神經病理學特徵”,包括神經細胞生長,以及大腦中錯誤折疊的蛋白質形成的斑塊和纏結。對黑質的損害與以後的帕金森氏病的發展直接相關。先前與MND相關聯的蛋白質錯誤折疊也很明顯,表明這些異常蛋白質的常見致病機制和形成,聚集和傳播的途徑。

該研究中所有年輕人的共同之處是他們暴露於高濃度的顆粒空氣污染中。Maher教授說,細胞損傷及其存在的各個組成部分,尤其是線粒體(產生能量以及細胞之間發出信號的關鍵))與這些富含金屬的奈米微粒之間的聯繫是“煙槍”。

這種富含金屬的顆粒會引起發炎,並且還充當反應性氧物種過量形成的催化劑,後者已知會引起氧化壓力並最終導致神經元死亡。至關重要的是,生活在低污染地區的與年齡和性別相匹配的對照組的腦幹未顯示出在墨西哥城年輕居民中出現的神經退化性病變。

這些新發現表明,無論是透過吸入還是吞嚥污染源,富含金屬的奈米顆粒都可以到達腦幹,並且它們與腦幹中神經細胞的關鍵成分(包括黑質)的損傷有關。

即使在這些年輕的墨西哥城居民中,與阿茲海默氏病,帕金森氏病和運動神經元疾病相關的神經系統損害類型也已經很明顯。這些數據表明,隨著人們壽命的延長以及早期慢性神經系統損害的全面症狀的發展,在世界高污染城市中神經病大流行的可能性。

芭芭拉·馬哈爾(Barbara Maher)教授說:“了解呼吸或吞入的奈米顆粒之間的聯繫以及這些富含金屬的顆粒對大腦不同區域的影響至關重要。

“不同的人對這種微粒暴露的脆弱性程度不同,但我們的新發現發現,您所暴露的空氣污染物,您的吸入和吞入的物質對神經損傷的發展確實很重要。

“考慮到這一點,控制空氣中的奈米微粒源變得至關重要和緊迫。”

參考文獻:

Lilian Calderón-Garcidueñas, Angélica González-Maciel, Rafael Reynoso-Robles, Jessica Hammond, Randy Kulesza, Ingolf Lachmann, Ricardo Torres-Jardón, Partha S. Mukherjee, Barbara A. Maher. Quadruple abnormal protein aggregates in brainstem pathology and exogenous metal-rich magnetic nanoparticles (and engineered Ti-rich nanorods). The substantia nigrae is a very early target in young urbanites and the gastrointestinal tract a key brainstem Environmental Research, 2020; 191: 110139 DOI: 10.1016/j.envres.2020.110139

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