大気汚染曝露が認知症のリスクを高めることがある

アルツハイマー病は進行性の脳疾患であり、最終的には患者の記憶力、コミュニケーション能力、自立生活能力を奪います。 2050年までに、 投影 14万人近くのアメリカ人とその家族に影響を及ぼし、その経済的費用はXNUMX兆ドルに達すると予想されており、これは心臓病とがんの治療にかかる推定合計額を超えています。 会話

アメリカの主な死因のうち、現時点で予防も治療も進行を止めることさえできないのはアルツハイマー病だけです。 私たちの 最新の研究 は、病気の背後にある環境原因とメカニズムをより深く理解することで、この状況を変えようとしています。

私たちの研究結果は、発電所や自動車から放出される微粒子の形で肺や血液に浸透する屋外の大気汚染が、高齢女性の認知症リスクをほぼXNUMX倍にする可能性があるという結論に導きました。 私たちの結果が一般人口に当てはまる場合、認知症の約 XNUMX 件に XNUMX 件は、周囲空気中の微粒子汚染が原因である可能性があります。

この研究は、ヒトの疫学調査と動物実験を組み合わせた初めての研究であり、 研究の成長の体 大気汚染と認知症との関連性を世界中から調査。 また、重要なアルツハイマー病リスク遺伝子が、 APOE4、空気粒子と相互作用して脳の老化を促進します。

煙のあるところ

これまでの研究 南カリフォルニア大学の研究者らは、大気汚染が心臓発作のリスクを加速させることをすでに証明しています。 この取り組みに基づいて、 AirPollBrain グループ 微小粒子状物質(粒子の直径が 2.5 マイクロメートル以下であることから PM2.5 として知られる)への曝露が、老化した脳に影響を与えるかどうか、またどのように影響するかを調査するためです。


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私たちは、2.5 つの広範な質問に答えるためにこの研究を企画しました。 まず、屋外の PM4 レベルが高い場所に住んでいる高齢者は、認知障害、特に認知症のリスクが高いかどうかを知りたいと考えました。 また、アルツハイマー病の高リスク遺伝子である APOE2.5 を持つ人々が、空気中の PMXNUMX への長期曝露によって潜在的に引き起こされる損傷に対してより敏感であるかどうかも知りたいと考えました。

私たちの XNUMX 番目の質問は、ヒトのアルツハイマー病遺伝子を運ぶように改変されたマウスの粒子への制御された曝露によって同様の所見が観察されるかどうかでした。 マウスでも同様の効果が見つかれば、人間の脳で起こっていることの根底にあるメカニズムが解明される可能性がある。

APOE4は男性よりも女性の方がアルツハイマー病のリスクを高めるため、我々は高齢の女性と雌のマウスに焦点を当てた。

人間の被験者

ヒトの疫学研究の部分では、私たちは世界の研究者と協力しました。 Women's Health Initiative の記憶に関する研究または 気まぐれこの調査は、1990年代後半から全国の高齢女性の大規模なグループを追跡調査したもので、その女性たちは65歳から79歳であったが、認知症や重大な認知障害はなかった。

私たちは、EPA モニタリング データと大気質シミュレーションを組み合わせて、2.5 年から 1999 年にかけてこれらの女性たちが住んでいたさまざまな場所での毎日の屋外 PM2010 レベルを推定できる数学的モデルを構築しました。WHIMS は研究参加者を非常に綿密に追跡したため、私たちは喫煙、運動、BMI、ホルモン療法、糖尿病や心臓病などのその他の臨床危険因子など、個人の認知症リスクに影響を与える可能性のある他の要因に関する詳細な情報を収集できます。 これにより、これらの他の要因を考慮し、大気汚染への曝露の影響をより適切に分離できるようになりました。

より高いレベルのPM2.5に曝露された女性は、認知機能低下の速度が速く、認知症を発症するリスクが高いことがわかりました。 PM2.5レベルが米国環境保護庁の基準を超える地域に住む高齢女性は、世界的な認知機能低下のリスクが81%高く、アルツハイマー病を含む認知症を発症する可能性が92%高かった。 長期のPM2.5曝露によって引き起こされるこの環境リスクは、APOE4遺伝子を持たず背景遺伝的リスクのみを持つ女性と比較して、APOE4遺伝子のコピーをXNUMXつ持つ高齢女性ではXNUMX~XNUMX倍高かった。

認知症 3 5未達成地域はEPA基準を満たしていない。 機密不可能に指定された地域には、基準を満たしていることを示す十分な検証済み監視データがありませんが、EPA と協力してデータを改善しています。 USEPA

マウスモデル

実験室研究では、アルツハイマー遺伝子を持つメスのマウスをナノサイズの大気汚染に15週間曝露しました。 の 空気微粒子捕集技術は、USC ビタビ工学部の同僚である Constantinos Sioutas によって発明され、都市部の代表的な大気サンプルとして USC のキャンパスの端から大気粒子を収集します。

実験データは、この粒子状物質に系統的に曝露されたマウスは、脳内にベータアミロイドと呼ばれるタンパク質のより大きな沈着を蓄積することを示した。 ヒトでは、ベータアミロイドは神経変性の病理学的要因と考えられており、アルツハイマー病の発症を予防したり、その進行を遅らせたりするための治療介入の主要な標的となっている。 高齢女性における疫学的観察と同様に、これらの影響は、アルツハイマー病の素因があるAPOE4雌マウスでより強かった。

今後の研究

私たちの今後の研究では、これらの発見が男性にも当てはまるかどうか、また開発中の薬剤が大気汚染への曝露に対する保護を提供する可能性があるかどうかを検討する予定です。 因果関係を確認し、大気汚染がどのようにして脳に入り込み、脳に害を及ぼすのかを理解するには、さらなる研究も必要である。

大気汚染への曝露による脳の老化は発達段階から始まる可能性があるため、アルツハイマー病との関連で、幼少期の大気汚染への曝露も検討したいと考えています。 私たちはすでにそれを知っています 肥満 & 糖尿病 アルツハイマー病の危険因子です。 また、高速道路の近くに住んでいる子供たちは、 より肥満になる傾向がある、家族の大人が喫煙者であれば、その影響はさらに大きくなります。

既存のマウスモデルに基づくと、発達段階で大気汚染にさらされるとアルツハイマー病のリスクが高まる可能性があると予測されます。 これは科学的なパズルの重要なピースであり、私たちはより深く理解したいと考えています。

大気汚染、公衆衛生、政策

大気汚染に国境はありません。 これは、政策立案者や公衆衛生当局が真剣に受け止めるべき、私たちの研究の世界的な影響を与えています。

大気浄化法は、環境保護庁に次のことを義務付けています。 国家大気質基準 子供や高齢者などの敏感な人々を保護するために適切な安全マージンを提供します。 2012 年に EPA は米国の PM2.5 基準を厳格化しました。 それにもかかわらず、2015 年には、まだ 24 万人近くの人が、 年間を通じて不健康なレベルの粒子汚染が発生している、そして41万人以上が短期的な汚染急増を経験した郡に住んでいた。

最近の研究 米国における認知症の有病率は2000年から2012年の間に減少したことが示されています。しかし、この傾向が大気汚染規制に関係しているのか、それとも近年の低レベルのPM2.5への曝露が依然として何らかの影響を及ぼしているのかはわかりません。高齢のアメリカ人、特に認知症のリスクのある人々に対する長期的な脅威の度合い。

長期にわたるPM2.5曝露が実際に認知症のリスクを高めるとすれば、これは公衆衛生機関が大気汚染に関連したすでに大きな疾病負担と医療費を過小評価していることを意味することになる。 たとえば、世界保健機関の最新の評価では、 PM2.5によって引き起こされる世界的な病気の負担 認知症は含まれません。 インド、中国、その他多くの発展途上国では、大気汚染レベルが米国のレベルよりもはるかに高くなっています。

世界保健機関は、PM 2.5 を年間平均 10 マイクログラム/立方メートルまで削減することを推奨しています。 フェニックス 7777/ウィキペディア, のCC BY-SA

同様に、EPA は、 推定 大気浄化法により、2 年から 1990 年の間に約 2020 兆ドルの利益がもたらされ、その多くは死亡と病気の減少によるものであるとされています。 微粒子汚染と認知症との間に関連性があるとすれば、大気浄化法はEPAの推定よりもさらに大きな利益をもたらしている可能性がある。

アメリカ アルツハイマー病に対処するための国家計画は、2011 年に制定された法律によって義務付けられており、2025 年までにアルツハイマー病を予防または効果的に治療することを目的としています。私たちは、EPA の運営を損なったり、大気規制を緩和したりするあらゆる措置は、この目標の達成を困難にする予期せぬ結果をもたらすと考えています。

著者について

ケイレブ・フィンチ、レナード・デイビス老年学大学院大学教授、 サザンカリフォルニア大学 予防医学准教授の Jiu-Chiuan Chen 氏は、 サザンカリフォルニア大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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