Luftverschmutzung kann das Risiko von Demenz erhöhen

Luftverschmutzung kann das Risiko von Demenz erhöhen

Die Alzheimer-Krankheit ist eine fortschreitende Gehirnerkrankung, die den Betroffenen die Fähigkeit abnimmt, sich zu erinnern, zu kommunizieren und unabhängig zu leben. Von 2050 ist es projektiert um fast 14 Millionen Amerikaner und ihre Familien zu beeinflussen, mit einer wirtschaftlichen Kosten von einer Billion Dollar - mehr als die geschätzte kombinierte Summe für die Behandlung von Herzerkrankungen und Krebs. Das Gespräch

Von den führenden Todesursachen in Amerika ist die Alzheimer-Krankheit die einzige, die wir derzeit nicht verhindern, heilen oder sogar aufhalten können. Unser Neueste Forschung versucht, diese Situation durch ein besseres Verständnis der ökologischen Ursachen und Mechanismen hinter der Krankheit zu ändern.

Unsere Ergebnisse lassen uns zu dem Schluss kommen, dass die Außenluftverschmutzung in Form von winzigen Partikeln, die aus Kraftwerken und Autos, die in unsere Lungen und Blut gelangen, freigesetzt wird, das Demenzrisiko bei älteren Frauen fast verdoppeln könnte. Wenn unsere Ergebnisse für die allgemeine Bevölkerung anwendbar sind, kann Feinstaubbelastung in der Umgebungsluft für etwa eine von fünf Demenzfällen verantwortlich sein.

Diese Studie, die erstmals epidemiologische Untersuchungen an Menschen mit Tierversuchen kombiniert, trägt zu einer wachsender Forschungsbereich aus der ganzen Welt, die die Luftverschmutzung mit Demenz verbindet. Es bietet auch die ersten wissenschaftlichen Beweise, dass ein kritisches Alzheimer-Risiko-Gen, APOE4interagiert mit Luftpartikeln, um die Gehirnalterung zu beschleunigen.

Wo Rauch ist

Vorherige Forschung an der University of Southern California hat bereits festgestellt, dass die Luftverschmutzung das Risiko eines Herzinfarkts beschleunigt. Basierend auf dieser Arbeit haben wir die AirPollBrain Gruppe zu untersuchen, ob und wie die Exposition gegenüber Feinstaub - bekannt als PM2.5, weil die Partikel 2.5-Mikrometer oder weniger im Durchmesser messen - Auswirkungen auf das alternde Gehirn hat.

Wir haben diese Studie entworfen, um drei allgemeine Fragen zu beantworten. Zunächst wollten wir wissen, ob ältere Menschen, die an Orten mit höheren PM2.5-Werten im Freien leben, ein erhöhtes Risiko für kognitive Beeinträchtigungen, insbesondere Demenz, haben. Wir wollten auch wissen, ob Menschen, die das Hochrisiko-Gen für die Alzheimer-Krankheit, APOE4, tragen, empfindlicher auf Schäden reagieren, die möglicherweise durch eine langfristige Exposition gegenüber PM2.5 in der Luft verursacht werden.

Unsere dritte Frage war, ob ähnliche Ergebnisse bei kontrollierter Exposition gegenüber Partikeln in Mäusen beobachtet werden können, die so modifiziert wurden, dass sie menschliche Alzheimer-Krankheitsgene tragen. Wenn wir ähnliche Effekte bei Mäusen finden, könnte dies Licht auf mögliche Mechanismen werfen, die dem zugrunde liegen, was im menschlichen Gehirn passiert.

Wir konzentrierten uns auf ältere Frauen und weibliche Mäuse, da APOE4 bei Frauen ein höheres Alzheimer-Risiko birgt als bei Männern.

Menschliche Themen

Für die humane epidemiologische Studienkomponente haben wir mit Forschern aus der Women's Health Initiative Gedächtnisstudie, oder WHIMS, die einer großen Gruppe von älteren Frauen landesweit folgte, beginnend in den späten 1990s, als diese Frauen 65 bis 79 Jahre alt waren, aber keine Demenz oder irgendeine signifikante kognitive Beeinträchtigung hatten.

Wir haben EPA-Überwachungsdaten und Luftqualitätssimulationen kombiniert, um ein mathematisches Modell zu erstellen, mit dem wir den täglichen PM2.5-Außenstand an verschiedenen Orten schätzen konnten, an denen diese Frauen von 1999 bis 2010 lebten. Da die WHIMS ihren Studienteilnehmern sehr genau folgten, konnten wir detaillierte Informationen über andere Faktoren sammeln, die das individuelle Demenzrisiko beeinflussen können, wie Rauchen, Bewegung, Body Mass Index, Hormontherapie und andere klinische Risikofaktoren wie Diabetes und Herz Krankheit. Dies erlaubte uns, diese anderen Faktoren zu berücksichtigen und die Auswirkungen der Luftverschmutzung besser zu isolieren.

Wir fanden heraus, dass Frauen, die höheren PM2.5-Spiegeln ausgesetzt waren, eine schnellere kognitive Abnahme und ein höheres Risiko für Demenz hatten. Ältere Frauen, die an Orten lebten, an denen die PM2.5-Werte den Standard der US Environmental Protection Agency überstiegen, wiesen ein um 81-Prozent höheres Risiko für den globalen kognitiven Abbau auf und waren 92-Prozent wahrscheinlicher zur Entwicklung von Demenz, einschließlich Alzheimer. Dieses durch langfristige PM2.5-Exposition erhöhte Umweltrisiko war bei älteren Frauen mit zwei Kopien des APOE4-Gens zwei- bis dreimal höher als bei Frauen, die nur das genetische Hintergrundrisiko ohne APOE4-Gen aufwiesen.

Demenz 3 5Nichterwerbsgebiete entsprechen nicht dem EPA-Standard. Nicht als klassifizierbar bezeichnete Bereiche verfügen nicht über ausreichende verifizierte Überwachungsdaten, um zu zeigen, dass sie den Standard erfüllen, arbeiten jedoch mit der EPA zusammen, um ihre Daten zu verbessern. USEPA

Mausmodelle

Für die Laborstudien haben wir weibliche Mäuse mit Alzheimer-Genen für 15-Wochen mit Luftverschmutzung in Nanogröße exponiert. Das Luftpartikel-SammlungstechnologieDas von unserem Kollegen Constantinos Sioutas von der US-amerikanischen Viterbi School of Engineering erfundene Gerät sammelt Luftpartikel vom Rand des USC-Campus als repräsentative Luftprobe aus städtischen Gebieten.

Die experimentellen Daten zeigten, dass Mäuse, die diesem partikulären Material systematisch ausgesetzt waren, in ihren Gehirnen größere Ablagerungen von Proteinen namens Beta-Amyloid ansammelten. Beim Menschen wird Beta-Amyloid als pathologischer Treiber der Neurodegeneration angesehen und ist ein Hauptziel therapeutischer Interventionen, um das Auftreten von Alzheimer zu verhindern oder seinen Fortschritt zu verlangsamen. Ähnlich wie bei unseren epidemiologischen Beobachtungen bei älteren Frauen waren diese Effekte stärker für weibliche APOE4-Mäuse, die für die Alzheimer-Krankheit prädisponiert sind.

Zukünftige Studien

In unseren zukünftigen Studien werden wir untersuchen, ob diese Ergebnisse auch für Männer gelten und ob Medikamente, die sich in der Entwicklung befinden, Schutz gegen die Exposition gegenüber Luftverschmutzung bieten können. Mehr Arbeit ist auch erforderlich, um eine kausale Beziehung zu bestätigen und zu verstehen, wie Luftverschmutzung in das Gehirn eindringt und es schädigt.

Gehirnalterung durch Exposition gegenüber Luftverschmutzung kann bereits bei der Entwicklung beginnen, daher wollen wir auch die Exposition gegenüber Luftverschmutzung in der frühen Kindheit im Zusammenhang mit Alzheimer betrachten. Das wissen wir schon Fettleibigkeit und Diabetes sind Alzheimer-Risikofaktoren. Wir wissen auch, dass Kinder näher an Autobahnen leben neigen dazu, übergewichtiger zu seinein Effekt, der verstärkt wird, wenn Erwachsene im Haushalt Raucher sind.

Basierend auf existierenden Mausmodellen würde man vorhersagen, dass die Exposition gegenüber der Luftverschmutzung in der Entwicklung das Risiko für Alzheimer erhöhen könnte. Dies ist ein wichtiger Teil des wissenschaftlichen Puzzles, den wir gerne besser verstehen würden.

Luftverschmutzung, öffentliche Gesundheit und Politik

Luftverschmutzung kennt keine Grenzen. Dies gibt unserer Studie globale Implikationen, die von politischen Entscheidungsträgern und Beamten des Gesundheitswesens ernst genommen werden sollten.

Das Clean Air Act verpflichtet die Environmental Protection Agency zur Entwicklung Nationale Luftqualitätsstandards die einen angemessenen Sicherheitsspielraum bieten, um empfindliche Bevölkerungsgruppen wie Kinder und ältere Menschen zu schützen. In 2012 verschärfte die EPA den US-Standard für PM2.5. Nichtsdestotrotz lebten in 2015 fast 24 Millionen Menschen in Grafschaften, die es noch gab ungesunde ganzjährig Partikelverschmutzung, und über 41 Millionen lebten in Bezirken, die kurzzeitige Verschmutzungsspitzen erlebten.

Aktuelle Studien haben gezeigt, dass die Prävalenz von Demenz in den USA zwischen 2000 und 2012 zurückging. Wir wissen jedoch nicht, ob dieser Trend mit Luftverschmutzungsvorschriften in Verbindung steht oder ob die Exposition gegenüber niedrigeren PM2.5-Werten in den letzten Jahren immer noch eine gewisse langfristige Bedrohung für ältere Amerikaner darstellt, insbesondere für Menschen mit Demenzrisiko.

Wenn eine langfristige PM2.5-Exposition tatsächlich das Risiko für Demenz erhöht, würde dies bedeuten, dass öffentliche Gesundheitsorganisationen die bereits hohe Krankheitslast und die mit der Luftverschmutzung verbundenen Gesundheitskosten unterschätzen. Zum Beispiel die jüngste Bewertung der Weltgesundheitsorganisation die globale Krankheitslast, die durch PM2.5 verursacht wird enthält keine Demenz. Die Luftverschmutzung ist in Indien, China und vielen anderen Entwicklungsländern viel höher als in den USA.

Gesundheit Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt, PM 2.5 auf einen Jahresdurchschnitt von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter zu reduzieren. Phoenix 7777 / Wikipedia, CC BY-SA

Ähnlich hat die EPA geschätzt dass das Clean Air Act zwischen 2 und 1990 fast USD 2020 Billionen Vorteile bringt, und zwar hauptsächlich durch reduzierte Todesfälle und Krankheiten. Wenn ein Zusammenhang zwischen Feinstaubbelastung und Demenz besteht, kann das Clean Air Act noch größere Vorteile bieten als die EPA-Schätzung.

Die USA Nationaler Plan zur Bekämpfung der Alzheimer-Krankheit, die durch die in 2011 erlassene Gesetzgebung in Kraft gesetzt wurde, zielt darauf ab, Alzheimer durch 2025 zu verhindern oder wirksam zu behandeln. Wir sind der Auffassung, dass jegliche Maßnahmen, die die Tätigkeit der EPA untergraben oder klare Luftverkehrsvorschriften lockern, unbeabsichtigte Folgen haben werden, die die Erreichung dieses Ziels schwierig machen.

Über den Autor

Caleb Finch, Universitätsprofessor, Leonard Davis School of Gerontology, University of Southern California und Jiu-Chiuan Chen, Dozent für Präventivmedizin, University of Southern California

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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