Bệnh Alzheimer là một bệnh não tiến triển, cuối cùng sẽ loại bỏ những người mắc bệnh về khả năng ghi nhớ, giao tiếp và sống độc lập. Bởi 2050, nó là dự ảnh hưởng đến gần 14 triệu người Mỹ và gia đình họ, với chi phí kinh tế là một nghìn tỷ đô la - nhiều hơn tổng số ước tính để điều trị bệnh tim và ung thư.

Trong số các nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở Mỹ, bệnh Alzheimer là bệnh duy nhất hiện tại chúng ta không thể phòng ngừa, chữa khỏi hoặc thậm chí là bị đình trệ. Của chúng tôi nghiên cứu mới nhất tìm cách thay đổi tình trạng này bằng cách cung cấp sự hiểu biết tốt hơn về các nguyên nhân và cơ chế môi trường đằng sau căn bệnh này.

Phát hiện của chúng tôi khiến chúng tôi kết luận rằng ô nhiễm không khí ngoài trời, dưới dạng các hạt nhỏ phát ra từ các nhà máy điện và ô tô thấm vào phổi và máu của chúng tôi, có thể làm tăng gần gấp đôi nguy cơ mất trí nhớ ở phụ nữ lớn tuổi. Nếu kết quả của chúng tôi có thể áp dụng cho dân số nói chung, ô nhiễm hạt mịn trong không khí xung quanh có thể chịu trách nhiệm cho khoảng một trong năm trường hợp mất trí nhớ.

Nghiên cứu này, lần đầu tiên kết hợp điều tra dịch tễ học ở người với các thí nghiệm trên động vật, thêm vào một cơ quan nghiên cứu đang phát triển từ khắp nơi trên thế giới liên kết ô nhiễm không khí với chứng mất trí. Nó cũng cung cấp bằng chứng khoa học đầu tiên về gen nguy cơ mắc bệnh Alzheimer nghiêm trọng, APOE4, tương tác với các hạt không khí để tăng tốc độ lão hóa não.

Ở đâu có khói

Nghiên cứu trước đây tại Đại học Nam California đã xác định rằng ô nhiễm không khí làm tăng nguy cơ bị đau tim. Dựa trên công việc này, chúng tôi đã thành lập Nhóm AirPollBrain để kiểm tra xem liệu mức độ tiếp xúc với vật chất hạt mịn - được gọi là PM2.5 vì các hạt đo micromet 2.5 hoặc đường kính nhỏ hơn - tác động đến não lão hóa.

Chúng tôi thiết kế nghiên cứu này để trả lời ba câu hỏi rộng. Đầu tiên, chúng tôi muốn biết liệu những người lớn tuổi sống ở những địa điểm có mức PM2.5 ngoài trời cao hơn có tăng nguy cơ suy giảm nhận thức, đặc biệt là chứng mất trí nhớ hay không. Chúng tôi cũng muốn biết liệu những người mang gen nguy cơ cao mắc bệnh Alzheimer, APOE4, có nhạy cảm hơn với thiệt hại có thể gây ra do tiếp xúc lâu dài với PM2.5 trong không khí hay không.

Câu hỏi thứ ba của chúng tôi là liệu những phát hiện tương tự có thể được quan sát với phơi nhiễm có kiểm soát đối với các hạt ở chuột bị biến đổi để mang gen bệnh Alzheimer ở ​​người hay không. Nếu chúng ta tìm thấy những hiệu ứng tương tự ở chuột, nó có thể làm sáng tỏ các cơ chế có thể tiềm ẩn những gì đang xảy ra trong não người.

Chúng tôi tập trung vào phụ nữ lớn tuổi và chuột cái vì APOE4 có nguy cơ mắc bệnh Alzheimer ở ​​phụ nữ nhiều hơn nam giới.

Giáo dục công dân

Đối với thành phần nghiên cứu dịch tễ học ở người, chúng tôi đã hợp tác với các nhà điều tra từ Nghiên cứu trí nhớ sáng kiến ​​sức khỏe phụ nữ, hoặc là VÒI, theo sau một nhóm lớn phụ nữ lớn tuổi trên toàn quốc, bắt đầu từ những 1990 muộn khi những phụ nữ này đã từ 65 đến 79 nhưng không mắc chứng mất trí nhớ hoặc bất kỳ suy giảm nhận thức đáng kể nào.

Chúng tôi đã kết hợp dữ liệu giám sát EPA và mô phỏng chất lượng không khí để xây dựng mô hình toán học cho phép chúng tôi ước tính mức PM2.5 ngoài trời hàng ngày ở nhiều địa điểm khác nhau nơi những phụ nữ này sống từ 1999 đến 2010. Vì WHIMS đã theo dõi những người tham gia nghiên cứu rất chặt chẽ, chúng tôi có thể thu thập thông tin chi tiết về các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ của một cá nhân, như hút thuốc, tập thể dục, chỉ số khối cơ thể, liệu pháp hormone và các yếu tố nguy cơ lâm sàng khác như tiểu đường và tim dịch bệnh. Điều này cho phép chúng tôi tính đến các yếu tố khác và cách ly tốt hơn các tác động của phơi nhiễm ô nhiễm không khí.

Chúng tôi thấy rằng phụ nữ tiếp xúc với mức độ PM2.5 cao hơn có tốc độ suy giảm nhận thức nhanh hơn và nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ cao hơn. Phụ nữ lớn tuổi sống ở những nơi có mức PM2.5 vượt quá tiêu chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ có nguy cơ suy giảm nhận thức toàn cầu cao hơn% và có khả năng mắc chứng mất trí nhớ, bao gồm cả bệnh Alzheimer. Nguy cơ môi trường này tăng do phơi nhiễm PM81 dài hạn cao gấp hai đến ba lần ở những phụ nữ lớn tuổi có hai bản sao gen APOE92, so với những phụ nữ chỉ có rủi ro di truyền nền không có gen APOE2.5.

Các khu vực không quan tâm không đáp ứng tiêu chuẩn EPA. Các khu vực được chỉ định không thể phân loại không có đủ dữ liệu giám sát được xác minh để cho thấy họ đang đáp ứng tiêu chuẩn, nhưng đang làm việc với EPA để cải thiện dữ liệu của họ. USEPA

Mô hình chuột

Đối với các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã cho thấy những con chuột cái có gen Alzheimer bị ô nhiễm không khí ở kích thước nano trong vài tuần. Các công nghệ thu thập hạt không khí, được phát minh bởi đồng nghiệp Constantinos Sioutas từ Trường Kỹ thuật Viterbi của USC, thu thập các hạt không khí từ rìa khuôn viên USC như một mẫu không khí đại diện từ các khu vực đô thị.

Dữ liệu thực nghiệm cho thấy những con chuột tiếp xúc một cách có hệ thống với vật chất hạt này tích lũy các protein lớn hơn gọi là beta-amyloid trong não của chúng. Ở người, beta-amyloid được coi là yếu tố gây bệnh thoái hóa thần kinh và là mục tiêu chính của các biện pháp can thiệp trị liệu để ngăn chặn sự khởi phát của bệnh Alzheimer hoặc làm chậm tiến trình của nó. Tương tự như quan sát dịch tễ học của chúng tôi ở phụ nữ lớn tuổi, những tác động này mạnh hơn đối với chuột cái APOE4, vốn dễ mắc bệnh Alzheimer.

Nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai của chúng tôi sẽ xem xét liệu những phát hiện này cũng áp dụng cho nam giới hay không, và liệu bất kỳ loại thuốc nào đang được phát triển có thể bảo vệ chống lại ô nhiễm không khí. Cũng cần nhiều công việc hơn để xác nhận mối quan hệ nhân quả và để hiểu làm thế nào ô nhiễm không khí xâm nhập và gây hại cho não.

Lão hóa não do tiếp xúc với ô nhiễm không khí có thể bắt đầu phát triển, vì vậy chúng tôi cũng muốn xem xét tiếp xúc sớm với ô nhiễm không khí liên quan đến bệnh Alzheimer. Chúng tôi đã biết rằng béo phì và bệnh tiểu đường là những yếu tố nguy cơ của bệnh Alzheimer. Chúng tôi cũng biết rằng những đứa trẻ sống gần xa lộ hơn có xu hướng béo phì hơn, một hiệu ứng được kết hợp nếu người lớn trong gia đình là người hút thuốc.

Dựa trên các mô hình chuột hiện có, người ta sẽ dự đoán rằng việc tiếp xúc phát triển với ô nhiễm không khí có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh Alzheimer. Đây là một phần quan trọng của câu đố khoa học mà chúng tôi muốn hiểu rõ hơn.

Ô nhiễm không khí, y tế công cộng và chính sách

Ô nhiễm không khí không biên giới. Điều này mang lại cho nghiên cứu của chúng tôi những tác động toàn cầu cần được các nhà hoạch định chính sách và các quan chức y tế công cộng thực hiện nghiêm túc.

Đạo luật Không khí Sạch đòi hỏi Cơ quan Bảo vệ Môi trường phải phát triển Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh quốc gia cung cấp một biên độ an toàn đầy đủ để bảo vệ các quần thể nhạy cảm, như trẻ em và người già. Trong 2012, EPA đã thắt chặt tiêu chuẩn Hoa Kỳ cho PM2.5. Tuy nhiên, ở 2015, gần 24, hàng triệu người sống ở các quận vẫn còn mức độ ô nhiễm hạt quanh năm không lành mạnhvà hơn 41 triệu người sống ở các quận có mức tăng ô nhiễm ngắn hạn.

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tỷ lệ mắc bệnh mất trí nhớ ở Hoa Kỳ đã giảm giữa 2000 và 2012. Tuy nhiên, chúng tôi không biết liệu xu hướng này có liên quan đến các quy định ô nhiễm không khí hay không, hoặc nếu phơi nhiễm với mức độ PM2.5 thấp hơn trong những năm gần đây vẫn gây ra một số mối đe dọa lâu dài cho người Mỹ lớn tuổi, đặc biệt là những người có nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ.

Nếu phơi nhiễm PM2.5 dài hạn thực sự làm tăng nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ, điều này có nghĩa là các tổ chức y tế công cộng đang đánh giá thấp gánh nặng bệnh tật và chi phí chăm sóc sức khỏe liên quan đến ô nhiễm không khí. Ví dụ, đánh giá mới nhất của Tổ chức Y tế Thế giới về gánh nặng bệnh tật toàn cầu do PM2.5 gây ra không bao gồm chứng mất trí. Mức độ ô nhiễm không khí ở Ấn Độ, Trung Quốc và nhiều quốc gia đang phát triển khác cao hơn nhiều so với Hoa Kỳ.

Tổ chức Y tế Thế giới khuyến nghị giảm PM 2.5 xuống mức trung bình hàng năm là microgam 10 mỗi mét khối. Phượng hoàng 7777 / Wikipedia, CC BY-SA

Tương tự, EPA có ước tính Đạo luật Không khí Sạch sẽ cung cấp gần như US $ nghìn tỷ lợi ích giữa 2 và 1990, phần lớn là từ việc giảm tử vong và bệnh tật. Nếu có mối liên hệ giữa ô nhiễm hạt và chứng mất trí, Đạo luật Không khí Sạch có thể mang lại lợi ích thậm chí còn lớn hơn ước tính của EPA.

Mỹ Kế hoạch quốc gia để giải quyết bệnh Alzheimer, được ủy quyền theo luật ban hành trong 2011, nhằm mục đích ngăn ngừa hoặc điều trị hiệu quả bệnh Alzheimer bằng 2025. Chúng tôi tin rằng bất kỳ biện pháp nào làm suy yếu hoạt động của EPA hoặc nới lỏng các quy định không khí rõ ràng sẽ có những hậu quả không lường trước sẽ gây khó khăn cho việc đáp ứng mục tiêu này.

Giới thiệu về Tác giả

Caleb Finch, Giáo sư Đại học, Trường Lão khoa Leonard Davis, Đại học Nam California và Jiu-Chiuan Chen, Phó Giáo sư Y học Dự phòng, Đại học Nam California

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon