โรคอัลไซเมอร์เป็นโรคทางสมองที่ก้าวหน้าจนทำให้ผู้ป่วยขาดความสามารถในการจดจำ สื่อสาร และใช้ชีวิตอย่างอิสระ ภายในปี 2050 มันคือ ที่คาดการณ์ เพื่อส่งผลกระทบต่อชาวอเมริกันเกือบ 14 ล้านคนและครอบครัวของพวกเขา โดยมีมูลค่าทางเศรษฐกิจถึง XNUMX ล้านล้านดอลลาร์ ซึ่งมากกว่ายอดรวมที่ประมาณการไว้สำหรับการรักษาโรคหัวใจและมะเร็ง

จากสาเหตุการตายชั้นนำในอเมริกา โรคอัลไซเมอร์เป็นโรคเดียวที่เราไม่สามารถป้องกัน รักษา หรือแม้แต่หยุดนิ่งได้ในขณะนี้ ของเรา งานวิจัยล่าสุด พยายามที่จะเปลี่ยนสถานการณ์นี้โดยให้ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสาเหตุสิ่งแวดล้อมและกลไกที่อยู่เบื้องหลังโรค

การค้นพบของเราทำให้เราสรุปได้ว่ามลพิษทางอากาศภายนอก ในรูปของอนุภาคขนาดเล็กที่ปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้าและรถยนต์ที่ซึมเข้าสู่ปอดและเลือดของเรา อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นโรคสมองเสื่อมในสตรีสูงอายุได้เกือบสองเท่า หากผลลัพธ์ของเราใช้ได้กับประชากรทั่วไป ฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศแวดล้อมอาจเป็นสาเหตุของภาวะสมองเสื่อมได้ประมาณหนึ่งในห้า

การศึกษานี้เป็นการศึกษาครั้งแรกที่รวมการสอบสวนทางระบาดวิทยาของมนุษย์กับการทดลองในสัตว์ การเติบโตของการวิจัย จากทั่วโลกที่เชื่อมโยงมลพิษทางอากาศกับภาวะสมองเสื่อม นอกจากนี้ยังให้หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกว่ายีนเสี่ยงของโรคอัลไซเมอร์ที่สำคัญ APOE4โต้ตอบกับอนุภาคในอากาศเพื่อเร่งอายุสมอง

ที่ไหนมีควัน

งานวิจัยก่อนหน้านี้ ที่มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียได้กำหนดไว้แล้วว่ามลพิษทางอากาศเร่งความเสี่ยงต่อการเป็นโรคหัวใจวาย จากงานนี้เราได้ก่อตั้ง กลุ่ม AirPollBrain เพื่อตรวจสอบว่าการสัมผัสกับฝุ่นละอองขนาดเล็กหรือที่เรียกว่า PM2.5 เนื่องจากอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ไมโครเมตรหรือน้อยกว่านั้นส่งผลต่อสมองในวัยชราหรือไม่และอย่างไร

เราออกแบบการศึกษานี้เพื่อตอบคำถามกว้างๆ สามข้อ อันดับแรก เราต้องการทราบว่าผู้สูงอายุที่อาศัยอยู่ในสถานที่ที่มี PM2.5 กลางแจ้งในระดับที่สูงขึ้น มีความเสี่ยงที่จะเกิดความบกพร่องทางสติปัญญาเพิ่มขึ้นหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะสมองเสื่อม นอกจากนี้เรายังต้องการทราบด้วยว่าผู้ที่มียีนที่มีความเสี่ยงสูงสำหรับโรคอัลไซเมอร์ APOE4 มีความไวต่อความเสียหายที่อาจเกิดจากการสัมผัส PM2.5 ในอากาศเป็นเวลานานหรือไม่

คำถามที่สามของเราคือการค้นพบที่คล้ายคลึงกันด้วยการควบคุมการสัมผัสอนุภาคในหนูที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อนำยีนโรคอัลไซเมอร์ของมนุษย์หรือไม่ หากเราพบผลกระทบที่คล้ายคลึงกันในหนู อาจทำให้กระจ่างถึงกลไกที่เป็นไปได้ซึ่งอยู่เบื้องหลังสิ่งที่เกิดขึ้นในสมองของมนุษย์

เรามุ่งเน้นไปที่ผู้หญิงที่มีอายุมากกว่าและหนูตัวเมียเพราะ APOE4 ให้ความเสี่ยงต่อโรคอัลไซเมอร์ในผู้หญิงมากกว่าผู้ชาย

วิชามนุษย์

สำหรับองค์ประกอบการศึกษาระบาดวิทยาของมนุษย์ เราได้ร่วมมือกับผู้วิจัยจาก การศึกษาความจำความคิดริเริ่มด้านสุขภาพสตรี,หรือ ความปรารถนาซึ่งติดตามผู้หญิงสูงอายุกลุ่มใหญ่ทั่วประเทศ โดยเริ่มในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เมื่อผู้หญิงเหล่านี้อายุ 65 ถึง 79 ปี แต่ไม่มีภาวะสมองเสื่อมหรือความบกพร่องทางสติปัญญาอย่างมีนัยสำคัญ

เรารวมข้อมูลการตรวจสอบของ EPA และการจำลองคุณภาพอากาศเพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ทำให้เราประเมินระดับ PM2.5 ภายนอกอาคารในแต่ละวันในสถานที่ต่างๆ ที่ผู้หญิงเหล่านี้อาศัยอยู่ตั้งแต่ปี 1999 ถึง 2010 เนื่องจาก WHIMS ติดตามผู้เข้าร่วมการศึกษาอย่างใกล้ชิด เราจึง สามารถรวบรวมข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับปัจจัยอื่นๆ ที่อาจส่งผลต่อความเสี่ยงต่อภาวะสมองเสื่อมได้ เช่น การสูบบุหรี่ การออกกำลังกาย ดัชนีมวลกาย การบำบัดด้วยฮอร์โมน และปัจจัยเสี่ยงทางคลินิกอื่นๆ เช่น โรคเบาหวานและโรคหัวใจ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถพิจารณาปัจจัยอื่นๆ เหล่านี้และแยกผลกระทบของการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศได้ดีขึ้น

เราพบว่าผู้หญิงที่สัมผัส PM2.5 ในระดับที่สูงขึ้นมีอัตราการลดความรู้ความเข้าใจที่เร็วขึ้นและมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นโรคสมองเสื่อม ผู้หญิงสูงอายุที่อาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีระดับ PM2.5 เกินมาตรฐานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา มีความเสี่ยงเพิ่มขึ้น 81 เปอร์เซ็นต์ต่อการลดลงของความรู้ความเข้าใจทั่วโลก และ 92 เปอร์เซ็นต์มีแนวโน้มที่จะพัฒนาภาวะสมองเสื่อม ซึ่งรวมถึงโรคอัลไซเมอร์ด้วย ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นจากการได้รับ PM2.5 ในระยะยาวนั้นสูงขึ้นสองถึงสามเท่าในสตรีสูงอายุที่มียีน APOE4 สองสำเนา เมื่อเทียบกับผู้หญิงที่มีความเสี่ยงทางพันธุกรรมเบื้องหลังเท่านั้นที่ไม่มียีน APOE4

พื้นที่ที่ไม่บรรลุนิติภาวะไม่เป็นไปตามมาตรฐาน EPA พื้นที่ที่กำหนดไม่สามารถจำแนกประเภทได้มีข้อมูลการตรวจสอบที่ตรวจสอบแล้วไม่เพียงพอที่จะแสดงว่าเป็นไปตามมาตรฐาน แต่กำลังทำงานร่วมกับ EPA เพื่อปรับปรุงข้อมูล ยูสป้า

รุ่นเมาส์

สำหรับการศึกษาในห้องปฏิบัติการ เราให้หนูเพศเมียที่มียีนอัลไซเมอร์สัมผัสกับมลพิษทางอากาศขนาดนาโนเป็นเวลา 15 สัปดาห์ NS เทคโนโลยีการเก็บอนุภาคในอากาศคิดค้นโดยเพื่อนร่วมงานของเรา Constantinos Sioutas จาก Viterbi School of Engineering ของ USC รวบรวมอนุภาคอากาศจากขอบวิทยาเขตของ USC เป็นตัวอย่างอากาศที่เป็นตัวแทนจากเขตเมือง

ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าหนูที่สัมผัสกับอนุภาคนี้อย่างเป็นระบบได้สะสมโปรตีนที่เรียกว่าเบตาอะไมลอยด์ในสมองของพวกมัน ในมนุษย์ beta-amyloid ถือเป็นตัวขับเคลื่อนทางพยาธิวิทยาของการเสื่อมสภาพของระบบประสาทและเป็นเป้าหมายหลักของการรักษาเพื่อป้องกันไม่ให้เริ่มมีอาการอัลไซเมอร์หรือชะลอความก้าวหน้า เช่นเดียวกับการสังเกตทางระบาดวิทยาในสตรีสูงอายุ ผลกระทบเหล่านี้รุนแรงกว่าสำหรับหนูเพศเมีย APOE4 ซึ่งมีแนวโน้มจะเป็นโรคอัลไซเมอร์

การศึกษาในอนาคต

การศึกษาในอนาคตของเราจะพิจารณาว่าการค้นพบนี้ใช้กับผู้ชายหรือไม่ และยาที่อยู่ระหว่างการพัฒนาอาจช่วยป้องกันการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศได้หรือไม่ จำเป็นต้องมีการทำงานมากขึ้นเพื่อยืนยันความสัมพันธ์เชิงสาเหตุและเพื่อทำความเข้าใจว่ามลพิษทางอากาศเข้ามาและเป็นอันตรายต่อสมองอย่างไร

ความชราของสมองจากการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศอาจเริ่มต้นที่การพัฒนา ดังนั้นเราจึงต้องการดูการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศในชีวิตในวัยเด็กที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ด้วย เรารู้แล้วว่า ความอ้วน และ โรคเบาหวาน เป็นปัจจัยเสี่ยงของอัลไซเมอร์ เรารู้ด้วยว่าเด็กที่อาศัยอยู่ใกล้ทางด่วนมากขึ้น มีแนวโน้มที่จะอ้วนขึ้นซึ่งเป็นผลกระทบที่เพิ่มขึ้นหากผู้ใหญ่ในบ้านสูบบุหรี่

จากแบบจำลองเมาส์ที่มีอยู่ เราอาจคาดการณ์ว่าการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคอัลไซเมอร์ได้ นี่เป็นส่วนสำคัญของปริศนาทางวิทยาศาสตร์ที่เราอยากทำความเข้าใจให้ดีขึ้น

มลพิษทางอากาศ สาธารณสุข และนโยบาย

มลพิษทางอากาศไม่มีพรมแดน สิ่งนี้ให้ผลการศึกษาทั่วโลกของเราที่ผู้กำหนดนโยบายและเจ้าหน้าที่สาธารณสุขควรดำเนินการอย่างจริงจัง

พระราชบัญญัติอากาศสะอาดกำหนดให้หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมต้องพัฒนา มาตรฐานคุณภาพอากาศในบรรยากาศแห่งชาติ ที่ให้ความปลอดภัยเพียงพอในการปกป้องประชากรที่มีความอ่อนไหว เช่น เด็กและผู้สูงอายุ ในปี 2012 EPA ได้ทำให้มาตรฐาน PM2.5 ของสหรัฐฯ เข้มงวดขึ้น อย่างไรก็ตาม ในปี 2015 ผู้คนเกือบ 24 ล้านคนอาศัยอยู่ในมณฑลที่ยังคงมีอยู่ ระดับมลพิษของอนุภาคที่ไม่ดีต่อสุขภาพตลอดทั้งปีและกว่า 41 ล้านคนอาศัยอยู่ในมณฑลที่ประสบปัญหามลพิษในระยะสั้น

การศึกษาล่าสุด ได้แสดงให้เห็นว่าความชุกของภาวะสมองเสื่อมในสหรัฐอเมริกาลดลงระหว่างปี 2000 ถึง พ.ศ. 2012 อย่างไรก็ตาม เราไม่ทราบว่าแนวโน้มนี้เกี่ยวข้องกับกฎระเบียบด้านมลพิษทางอากาศหรือไม่ หรือหากการได้รับ PM2.5 ในระดับที่ต่ำกว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายังคงมีสาเหตุอยู่บ้าง ระดับของภัยคุกคามระยะยาวต่อชาวอเมริกันสูงอายุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีความเสี่ยงต่อภาวะสมองเสื่อม

หากการสัมผัส PM2.5 ในระยะยาวเพิ่มความเสี่ยงต่อภาวะสมองเสื่อมได้จริง นี่ก็หมายความว่าองค์กรสาธารณสุขกำลังประเมินภาระโรคที่มีอยู่เป็นจำนวนมากและค่ารักษาพยาบาลที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทางอากาศต่ำเกินไป ตัวอย่างเช่น การประเมินล่าสุดขององค์การอนามัยโลกเกี่ยวกับ ภาระโรคทั่วโลกที่เกิดจาก PM2.5 ไม่รวมภาวะสมองเสื่อม ระดับมลพิษทางอากาศในอินเดีย จีน และประเทศกำลังพัฒนาอื่น ๆ สูงกว่าระดับสหรัฐอเมริกามาก

องค์การอนามัยโลกแนะนำให้ลด PM 2.5 ให้เหลือเฉลี่ย 10 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรต่อปี ฟีนิกซ์ 7777/วิกิพีเดีย, CC BY-SA

ในทำนองเดียวกัน EPA ก็มี ประมาณ กฎหมายว่าด้วยอากาศสะอาดจะให้ผลประโยชน์เกือบ 2 ล้านล้านดอลลาร์ระหว่างปี 1990 ถึง 2020 ส่วนใหญ่มาจากการเสียชีวิตและการเจ็บป่วยที่ลดลง หากมีความเกี่ยวข้องระหว่างมลภาวะที่เป็นอนุภาคกับภาวะสมองเสื่อม พระราชบัญญัติ Clean Air อาจให้ประโยชน์ที่มากกว่าที่ EPA ประมาณการไว้

สหรัฐอเมริกา แผนระดับชาติเพื่อแก้ไขปัญหาโรคอัลไซเมอร์ซึ่งได้รับคำสั่งจากกฎหมายที่ประกาศใช้ในปี 2011 โดยมีเป้าหมายเพื่อป้องกันหรือรักษาโรคอัลไซเมอร์อย่างมีประสิทธิภาพภายในปี 2025 เราเชื่อว่ามาตรการใดๆ ที่บ่อนทำลายการดำเนินงานของ EPA หรือทำให้กฎระเบียบด้านอากาศปลอดโปร่งจะส่งผลโดยไม่ได้ตั้งใจซึ่งจะทำให้ยากต่อการบรรลุเป้าหมายนี้

เกี่ยวกับผู้เขียน

Caleb Finch ศาสตราจารย์มหาวิทยาลัย Leonard Davis School of Gerontology มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียภาคใต้ และ Jiu-Chiuan Chen รองศาสตราจารย์ด้านเวชศาสตร์ป้องกัน มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียภาคใต้

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน