Исследование показало, что загрязнение воздуха напрямую влияет на мозг
Загрязнение воздуха представляет серьезную опасность для здоровья. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 году 4,2 миллиона человек во всем мире преждевременно умерли в результате воздействия мелких частиц. Хронические и острые респираторные заболевания, рак легких, болезни сердца и инсульт - все это вызвано вдыханием этих частиц. Новое исследование показало, что это загрязнение также напрямую угрожает мозгу.
Загрязненный воздух, вероятно, содержит много токсичных компонентов (озон, диоксид серы, оксиды азота), образующихся в результате деятельности промышленности, транспорта и сельского хозяйства. Но наибольшую тревогу с точки зрения негативного воздействия на здоровье вызывают твердые частицы (ТЧ). Ультрамелкие частицы (диаметром менее 0,1 мкм, известные как ТЧ 0,1), в частности, способны ускользать от защитных систем организма, включая иммунные клетки и биологические барьеры.
Последние исследования также показали тесную связь между ТЧ и повышенным риском развития деменции и болезни Альцгеймера у пожилых людей, а также когнитивной дисфункции и нейродегенеративных заболеваний во всех возрастных группах. Это позволяет предположить, что ТЧ может быть фактором риска развития нейродегенеративных заболеваний. Высокий уровень загрязнения воздуха был даже связан с когнитивными проблемами у детей. Исследователи из Бирмингемского университета и различных китайских исследовательских институтов изучали, как вдыхаемые частицы могут попасть в мозг.
Прямой путь к мозгу
"Мы недостаточно знаем о вредном воздействии мелкодисперсных частиц, находящихся в воздухе, на центральную нервную систему. Эта работа проливает новый свет на связь между вдыханием частиц и тем, как они затем распространяются по организму", — сказала Исеулт Линч, профессор экологической нанонауки в Бирмингемском университете и соавтор исследования.
Проанализировав спинномозговую жидкость, взятую у 25 пациентов с заболеваниями мозга, ученые обнаружили в восьми из них различные мелкие частицы; эти образцы были сравнены с образцами, взятыми у 26 здоровых людей, только один из которых содержал ТЧ. Это показывает, что существует процесс, посредством которого токсичные твердые частицы могут переходить из легких в мозг.
В экспериментах с клеточными линиями в лаборатории и на мышах команда обнаружила, что вдыхаемые ТЧ, после преодоления воздушно-кровяного барьера (альвеолярно-капиллярного барьера) в легких, могут попасть непосредственно в кровоток, через который они попадают в мозг. По словам исследователей, они, вероятно, приобретают слой белков и других биомолекул, образуя корону, которая позволяет им пересекать гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг.
Попадая в мозг, эти частицы повреждают гематоэнцефалический барьер и окружающие ткани. Кроме того, оказывается, что они остаются в мозге дольше, чем в других органах. Таким образом, этот прямой транспортный путь ТЧ может привести к повреждению мозга и длительной неврологической травме.
По словам специалиста, количество мелких частиц, которые могут попасть в мозг, путешествуя из легких, в восемь раз превышает количество частиц, проходящих непосредственно через нос! Таким образом, данное исследование подтверждает связь между загрязнением воздуха и плохим здоровьем мозга.
Повышенный риск развития деменции и депрессии
Из-за своего небольшого размера ТЧ сохраняются в атмосфере, легко попадают в легкие во время дыхания и распространяются в организме по кровеносным сосудам. При длительном воздействии этих частиц иммунная система быстро ухудшается, повышая риск развития таких заболеваний, как болезни сердечно-сосудистой системы и кожи, а также респираторных заболеваний, таких как простуда, астма и бронхит.
В течение длительного времени исследования взаимосвязи между мелкими частицами и здоровьем были сосредоточены в основном на легочных и сердечно-сосудистых заболеваниях. Однако исследование, опубликованное в 2020 году в журнале , уже указывало на воздействие мелких частиц на центральную нервную систему. Выяснилось, что загрязнение воздуха может вызывать различные неврологические расстройства в результате воспаления нервной системы, окислительного стресса, активации микроглиальных клеток и нарушения гематоэнцефалического барьера. Авторы этого исследования отметили повышенный риск деменции, инсульта, депрессии и шизофрении, связанный с воздействием ТЧ.
В свете своих последних выводов, а также в условиях растущего уровня содержания ТЧ в атмосфере, Линч и его коллеги рекомендуют продолжить исследования механизмов, с помощью которых вдыхаемые мелкие частицы достигают мозга.