Новое исследование, проведенное учеными из университетов Монтаны, Валле-де-Мехико, штата Бойсе и Северной Каролины, Centro de Ciencias de la Atmósfera, Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto Nacional de Pediatría и Centro Médico Cozumel, усиливает опасения по поводу пагубных последствий влияние загрязнения воздуха на метаболиты гиппокампа как ранние маркеры нейродегенерации у молодых горожан, несущих аллель 4 гена аполипопротеина E (APOE). Это связано с риском развития болезни Альцгеймера (БА) и маркером предрасположенности к неблагоприятным исходам при восстановлении после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Эти результаты опубликованы в Журнале болезни Альцгеймера.
Дети из Мехико и их родители на протяжении всей жизни подвергаются воздействию концентраций загрязнителей воздуха, превышающих действующие стандарты США, включая мелкие твердые частицы (PM 2.5). Столичный город Мехико является примером стремительного роста городов и серьезного загрязнения окружающей среды, и миллионы детей невольно подвергаются воздействию вредных концентраций PM 2.5 раз в день с момента зачатия.
Это исследование было сосредоточено на детях (n: 57, 12.4 ± 3.4 года) и один родитель (n: 48, 37.5 ± 6.7 лет) с одним и тем же аллелем APOE (либо аллель 3, либо 3/3 наиболее распространенного генотипа, без фактора риска Альцгеймера, либо аллель 4, 3/4 или 4/4, связанный с риском БА, повышенным уровнем холестерина, триглицеридов и липопротеиды низкой плотности с развитием ишемической болезни сердца и атеросклероза). Исследователи сосредоточили свое внимание на гиппокампе, ключевой структуре, участвующей в высших когнитивных функциях, особенно процессах памяти и определенных аффективных формах поведения. Три основных метаболита мозга в гиппокампе были измерены в каждой паре ребенок / родитель с помощью протонной магнитно-резонансной спектроскопии. Соотношение NAA / Cr в правом гиппокампе, отражающее плотность нейронов и функциональную целостность, было значительно снижено у детей с APOE ε4 в Мехико по сравнению с детьми, подвергавшимися низкому загрязнению. Отношение NAA / Cr в левом гиппокампе у родителей APOE ε4 в Мехико значительно отличалось от их детей, при этом самые низкие значения наблюдались у родителей.
Сильное снижение в гиппокампе N-ацетиласпартата (NAA) / креатина (Cr), ключевого для оптимальной работы гиппокампа, значительно влияет на APOE ε4 детей и их родителей.
Исследователи очень обеспокоены молодым возрастом детей с доказательствами наличия спектрального маркера нейродегенерации, который часто наблюдается у взрослых с умеренными когнитивными нарушениями, у пациентов с болезнью Альцгеймера и в моделях болезни Альцгеймера на мышах.
У детей, подростков и молодых людей из Мехико был обнаружен ключевой маркер БА: фосфорилированный тау-белок на фоне значительного нейровоспаления головного мозга и интратекального нейровоспаления, нарушение регуляции иммунных ответов, разрушение эпителиальных и эндотелиальных барьеров, повреждение нервно-сосудистой системы и накопление в мозге металлов, связанных с горение. Более того, эти, казалось бы, здоровые дети имеют дефицит обоняния, нарушение регуляции регулирующих гормонов кормления, дефицит внимания и кратковременной памяти, а также показатели вербального и полного IQ ниже среднего по сравнению с детьми с низким уровнем загрязнения воздуха.
"APOE ε4, вероятно, играет роль в реакции детей Мехико на их совокупное воздействие загрязнения воздуха. Пагубная реакция гиппокампа детей Мехико, имеющая важное значение для здоровья и образования, скорее всего, окажет негативное влияние на академическую успеваемость и социальное развитие," сказал доктор. Лилиан Кальдерон-Гарсидью?в качестве. "Влияние бедности, городского насилия и стресса, связанного с загрязнением воздуха, на нарушение когнитивных навыков также очень важно для развивающегося мозга, и его нельзя игнорировать."
"Эти результаты дополняют растущий объем данных о том, что носители APOE ε4 могут иметь более высокий риск развития раннего БА, если они проживают в загрязненной городской среде, и, к сожалению, это утверждение применимо к людям во всем мире с высоким уровнем воздействия загрязнителей воздуха, независимо от этнической принадлежности," добавил Dr. Кальдерон-Гарсиду?в качестве. Комбинированные эффекты проживания в сильно загрязненном городе, плохого питания, городского стресса, снижения мозговых и когнитивных резервов и APOE ε4 могут привести к ускорению нейродегенеративных изменений.
Загрязнение воздуха является серьезной проблемой для общественного здравоохранения, и воздействие концентраций загрязнителей воздуха на уровне или выше текущих стандартов было связано с нейровоспалением и нейродегенерацией. Только в США 200 миллионов человек живут в районах, где загрязняющие вещества, такие как озон и мелкие твердые частицы, превышают нормы. Юнг и др., 2015 г. обнаружил 138% риск увеличения AD на увеличение 4.34 мкг / м3 в PM 2.5 предполагают долгосрочное воздействие PM 2.5, а также содержание озона выше действующих стандартов Агентства по охране окружающей среды США связано с повышенным риском болезни Альцгеймера.
Существует острая необходимость в более широком внимании к APOE ε4 и взаимодействиям загрязнения воздуха, влияющим на мозг детей и их реакцию, что может открыть новые возможности для профилактики болезни Альцгеймера. Авторы пришли к выводу: "У нас есть 50-летнее окно возможностей между тем, когда городские дети испытают пагубные последствия, которые мы здесь описываем, и когда у них появятся легкие когнитивные нарушения и деменция. APOE ε4, наиболее распространенный генетический фактор риска БА, мало изучен у детей и подростков. Наши усилия должны быть направлены на выявление и смягчение факторов окружающей среды, влияющих на болезнь Альцгеймера, и на нейрозащиту детей из группы высокого риска. К сожалению, на сегодняшний день исследования пагубного воздействия загрязнения воздуха на мозг детей получили мало поддержки."