Как твердые частицы повышают риск развития деменции: рассказывают ученые

Они примерно в 20 раз меньше диаметра человеческого волоса и поэтому невидимы невооруженным глазом, но могут быть очень вредными для здоровья человека. Твердые частицы, попадающие в воздух через выхлопные газы автомобилей, промышленность или даже пожары, такие как недавняя в Лос-Анджелесе, могут не только способствовать развитию рака легких и повышать риск сердечного приступа или инсульта. Крошечные частицы, очевидно, могут даже вызвать деменцию.

Это указывают многочисленные эпидемиологические исследования последних десятилетий, для которых ученые часто анализировали данные тысяч людей: где они живут? Насколько высок там уровень загрязнения воздуха? Развивается ли у них в течение жизни болезнь Альцгеймера или другое нейродегенеративное заболевание? Во многих исследованиях такого рода ученые обнаружили связь между повышенным загрязнением воздуха жесткими частицами и ухудшением когнитивных функций и даже деменцией.

Но практически невозможно количественно оценить, насколько загрязнение воздуха действительно влияет на развитие деменции. Наконец, генетическая предрасположенность также играет определенную роль, как факторы образа жизни, такие как физические упражнения и диета.

«Это одна из причин, почему уже более ста лет мы медленно продвигаемся вперед и до сих пор нет лечебной терапии для лечения болезни Альцгеймера», — говорит невролог Михаэль Хенека из Университета Люксембурга. Существует просто слишком много возможных причин. Вот что об этом рассказывает Die Zeit.

Высший уровень твердых частиц больше бляшек в мозгу?

Установка приборов для измерения уровня твердых частиц в центрах городов и обязательных экологичных значков для автомобилей не помешает многим людям продолжать развивать деменцию на протяжении жизни. Однако исследователи, возможно, нашли еще один кусочек головоломки, который может объяснить, как развивается это очень сложное до сих пор не до конца расшифрованное заболевание.

На сегодняшний день мы знаем, что вредные белковые отложения между нервными клетками в мозге, которые называются амилоидными бета-бляшками, вносят значительный вклад в развитие деменции, равно как и так называемые тау-фибриллы. Тау-белок в норме стабилизирует клетки мозга изнутри и снабжает их питательными веществами. При болезни Альцгеймер этот белок химически меняется так, что он больше не может выполнять эти функции. Амилоид бета также является белком. У людей с болезнью Альцгеймера он образует сгустки между клетками мозга, которые могут превращаться в большие отложения, известные как бляшки.

Твердые частицы, похоже, способствуют образованию таких бляшек, как показало исследование в 2024 году. Для этого исследования команда под руководством эпидемиолога Анке Хюльса из Университета Эмори в Джорджии искала признаки болезни Альцгеймера в данных более тысячи когнитивно здоровых взрослых в возрасте от 45 до 75 лет. В частности, исследователи проанализировали концентрацию определенных белков в спинномозговой испытуемой жидкости, а затем сравнили данные с их адресами и концентрацией загрязнения воздуха по месту жительства.

Во втором исследовании ученые проанализировали вскрытия 224 умерших людей, которые предоставили свой мозг для исследования болезни Альцгеймера. Опять же их интересовали биомаркеры болезни Альцгеймера и место жительства испытуемых. И снова они обнаружили корреляцию между частицами загрязненного воздуха и амилоидными бета-бляшками.

«Хотя мы исследовали две такие разные группы населения, результат оказался практически одинаковым», — говорит Хюльс. Чем выше уровень частиц, тем больше доказательств отложения белков в мозгу.

Частицы могут вызвать воспаление

Возможны различные причины, почему и как именно загрязнение воздуха способствует образованию амилоидных бета-бляшек. Хронические воспалительные процессы, вероятно, играют главную роль. Уже давно известно, что болезнь Альцгеймера связана с повышенным уровнем воспаления: люди с таким повышенным уровнем склонны к развитию деменции, а те, у кого уже появляются первые симптомы, часто имеют повышенный уровень воспаления.

Что является причиной, а следствием, до сих пор окончательно не выяснено. Однако недавно невролог Хенека и международная команда исследователей нашли новые доказательства, свидетельствующие о том, что предотвращение воспаления в мозге является перспективным подходом к лечению болезни Альцгеймера. Различные факторы могут вызвать воспаление, например диета с высоким содержанием сахара и жиров, хронические инфекции, а также твердые частицы.

В исследовании Хенека и исследователи из Ростока и Бонна проанализировали данные более 66 000 взрослых жителей Нидерландов. Исследователи изучали уровень воспаления в крови испытуемых, загрязнение твердыми частицами в месте их обитания и их когнитивные способности. Оказалось, что постоянно повышенный уровень загрязнения воздуха твердыми частицами в местах обитания испытуемых был связан с более высоким уровнем воспаления и худшими когнитивными показателями. Корреляция была значительной. И это несмотря на то, что ученые классифицировали исследуемую территорию как местность с низким уровнем загрязнения, то есть уровень загрязнения воздуха там был ниже, чем, например, в некоторых странах Азии.

Как мелкие частицы пыли в воздухе могут вызвать воспалительную реакцию в организме, еще не до конца понятно. Однако, в принципе, мелкие частицы могут попадать в мозг двумя путями: либо непосредственно из-за обонятельного нерва в носу, либо из-за легких. В легких они могут попадать в кровеносные сосуды и, наконец, пересекать гематоэнцефалический барьер. Попадая в мозг, частицы могут запускать разные процессы, вызывающие или усиливающие воспаление.

Хенека также упоминает третий возможный путь, которым твердые частицы могут способствовать развитию деменции: попадая в кровь и распространяясь по всему телу, частицы могут повреждать другие органы, вызывая локальное воспаление, а также ухудшая функцию этих органов. Оба фактора, воспаление и нарушение функций органов могут влиять на мозг отдельно или вместе. Однако Хенека говорит, что в будущем, безусловно, требуются дополнительные исследования. Сначала с культурами клеток, потом с мышами и, наконец, с людьми.

«Каждая частица загрязнения воздуха вредна»

Есть еще много вопросов без ответов. К примеру, пока неясно, изменяется ли риск (и если да, то насколько) в зависимости от того, как долго вы находитесь под влиянием той или иной концентрации загрязненного воздуха: что вреднее для мозга — прожить 20 лет в Берлине или раз в год взять недельный отпуск в Нью-Дели?

Еще одна методологическая сложность, особенно для таких эпидемиологов, как Анке Хюльс, состоит в том, что адреса участников обычно собираются лишь выборочно — было бы важно выяснить, как изменение места обитания и соответственно увеличение или уменьшение загрязнения воздуха влияет на когнитивные показатели.

Также непонятно, какие вещества играют наибольшую роль — загрязнение воздуха — это не просто загрязнение воздуха. Выхлопные газы, стирание шин, а также остатки лесных пожаров содержат различные вещества, такие как тяжелые металлы, пластмассы или сажа. Чтобы снизить риск в долгосрочной перспективе, необходимо исследовать, какие именно вещества могут вызвать вредные реакции в организме.

Однако, как и многие другие исследователи, Хюльс уверен: «Каждая частица загрязнения воздуха вредна». По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), миллионы людей в мире ежегодно умирают из-за высокого уровня загрязнения воздуха твердыми частицами. Количество смертей, вызванных твердыми частицами, невозможно точно подсчитать — в конце концов, невозможно с уверенностью сказать в ретроспективе, действительно ли сердечный приступ или болезнь Альцгеймера, например, были вызваны мелкими частицами. И то, насколько действительно вредны твердые частицы для вашего здоровья, зависит также от того, есть ли у вас предыдущие заболевания и сколько вы вдыхаете в течение определенного периода времени. 

По данным ВОЗ, чтобы избежать потенциально вредных последствий, вы не должны постоянно подвергаться воздействию более 5 мкг на 1 м ³ и не более 15 мкг в течение 24-часового периода.

В исследовании Хенеки, проведенном в Нидерландах, участники постоянно подвергались максимальному влиянию около 22 мкг на 1 м ³ и исследователи смогли выявить когнитивные нарушения.

Больше новостей читайте на GreenPost.