5 января 2021 года.
Болезнь Альцгеймера — самая распространенная причина слабоумия. Она медленно разрушает память, мышление, поведение и, в конечном счете, способность выполнять повседневные задачи.
Пока ученые ищут лекарство, мы все больше узнаем о генетических и экологических факторах, которые могут повысить риск развития поздней стадии болезни Альцгеймера и других деменций.
В частности, мы с коллегами из отделов профилактической медицины, неврологии и геронтологии изучаем роль загрязнения наружного воздуха.
Наше раннее исследование, проведенное в 2017 году, стало первым в США исследованием на людях и животных, которое показало, что процессы старения мозга, ухудшающиеся из-за загрязнения воздуха, могут повышать риск развития деменции. Наши последние исследования показывают, что пожилые женщины, жившие в районах с высоким уровнем PM2.5 — мелких твердых частиц, образующихся в результате работы автомобилей и электростанций, — страдали потерей памяти и уменьшением мозга, подобным болезни Альцгеймера, чего не наблюдалось у женщин, живших в условиях более чистого воздуха.
В совокупности эти результаты позволяют предположить, что можно избежать одного из факторов риска развития болезни Альцгеймера — уменьшить воздействие PM2.5 на человека. К сожалению, это легче сказать, чем сделать.
Безмолвный риск развития деменции
PM2.5, также известный как сажа, состоит из микроскопических частиц химических веществ, автомобильных выхлопов, дыма, пыли и других загрязняющих веществ, взвешенных в воздухе. По оценкам, каждый шестой американец живет в округах с нездоровым уровнем загрязнения частицами.
Мы изучаем, может ли PM2.5 ускорять процессы старения мозга на доклинической стадии — «тихой» фазе заболевания, предшествующей появлению симптомов болезни Альцгеймера и связанных с ней деменций.
В первом общенациональном исследовании в США, посвященном связи между воздействием PM2.5 и когнитивными нарушениями, опубликованном в 2017 году, мы обнаружили, что вероятность развития клинически значимых когнитивных нарушений у пожилых женщин почти в два раза выше, если они жили в местах, где уровень PM2.5 на открытом воздухе превышал установленный Агентством по охране окружающей среды США стандарт, чем если бы они этого не делали. Поскольку мы работали с исследованием Women’s Health Initiative Memory Study, которое тщательно следило за участницами, мы смогли учесть другие факторы риска деменции, такие как курение, отсутствие физических упражнений и гормональная терапия.
В новом исследовании мы хотели посмотреть, как меняется мозг пожилых людей, если они сталкивались с разными уровнями PM2.5 за несколько лет до появления симптомов болезни Альцгеймера.
Мы проследили за развитием 712 женщин среднего возраста 78 лет, у которых на момент начала исследования не было деменции и которые прошли МРТ-сканирование мозга с разницей в пять лет. Объединив данные мониторинга EPA и моделирование качества воздуха, мы смогли оценить ежедневный уровень PM2.5 на улице в районе, где жили участницы до их первого МРТ-сканирования.
Мы обнаружили, что у пожилых женщин чаще наблюдается усыхание мозга, подобное тому, что наблюдается у пациентов с болезнью Альцгеймера. Когда мы сравнили снимки мозга пожилых женщин из районов с высоким уровнем PM2.5 с районами с низким уровнем, мы обнаружили, что риск деменции увеличился на 24 % за пять лет.
Возможно, более тревожным является то, что эти изменения в мозге, похожие на болезнь Альцгеймера, наблюдались у пожилых женщин, не имевших проблем с памятью. Уменьшение объема мозга было более значительным, если они жили в местах с более высоким уровнем PM2.5 на открытом воздухе, даже если этот уровень не превышал действующую норму EPA.
Исследователи из Испании недавно изучили снимки МРТ головного мозга здоровых людей, подверженных риску развития болезни Альцгеймера, и обнаружили связь между воздействием загрязнения воздуха и уменьшением объема и толщины определенных участков мозга, которые, как известно, поражаются при болезни Альцгеймера.
Загрязнение окружающей среды и уменьшение объема мозга
Мы также рассмотрели эпизодическую память, которая включает в себя воспоминания о конкретных событиях и на ранних стадиях болезни Альцгеймера подвержена влиянию. Если ухудшение эпизодической памяти было связано с проживанием в местах с повышенным содержанием PM2.5, можем ли мы увидеть какие-либо доказательства того, что такое специфическое снижение когнитивных способностей является следствием уменьшения мозга, подобного болезни Альцгеймера?
Данные исследования памяти Women’s Health Initiative Memory Study и результаты МРТ прошлых лет позволили нам проследить изменения в течение времени у почти 1000 женщин. Мы обнаружили, что по мере увеличения уровня PM2.5 на открытом воздухе в местах проживания пожилых женщин эпизодическая память ухудшалась. Примерно 10-20 % большего снижения памяти можно объяснить уменьшением объема мозга, сходным с болезнью Альцгеймера.
Поскольку считается, что «тихая» фаза деменции начинается за несколько десятилетий до проявления симптомов, результаты наших последних исследований заставляют задуматься о том, что воздействие загрязнения воздуха в середине и начале жизни может быть не менее, а даже более важным, чем воздействие в конце жизни.
Гены также, по-видимому, играют определенную роль. Наши исследования показали, что критический ген риска болезни Альцгеймера, APOE4, взаимодействует с частицами воздуха, ускоряя старение мозга. Мы обнаружили, что экологический риск, связанный с длительным воздействием PM2.5, в два-три раза выше среди пожилых женщин с двумя копиями гена APOE4, чем среди женщин без этого гена.
Впоследствии другие исследователи изучали возможное взаимодействие этого гена и окружающей среды. Шведское исследование, проведенное в 2019 году, не нашло убедительных доказательств взаимодействия генов и окружающей среды. А исследование 2020 года, в котором использовались данные, собранные у пожилых жителей двух районов Нью-Йорка, выявило связь между длительным воздействием загрязнения воздуха и снижением когнитивных способностей, причем у носителей APOE4 эта связь была более выраженной.
Риск, которого можно избежать
В США Закон о чистом воздухе требует от Агентства по охране окружающей среды разрабатывать стандарты качества воздуха, обеспечивающие достаточный запас прочности для защиты чувствительных групп населения, таких как дети и пожилые люди.
У правительства США была возможность ужесточить эти стандарты в 2020 году, что, по мнению ученых EPA, могло бы предотвратить тысячи преждевременных смертей от таких опасных для здоровья заболеваний, как болезни сердца. Ученые выступали за ужесточение стандартов, ссылаясь на другие проблемы со здоровьем, связанные с PM2.5. Однако администратор EPA Эндрю Уилер отказался, объявив 7 декабря, что стандарты останутся неизменными.
Автор — Цзю-Чиуань Чен, доцент кафедры профилактической медицины Университета Южной Калифорнии.
