失智與空汙有關! 小心懸浮微粒正在傷害你的腦神經

空氣中的懸浮微粒會損害大腦嗎?美國國家科學院院刊(PNAS)一項最新研究顯示,空氣中的微粒確實可能與大腦疾病有關!

長久以來,大家都知道空氣汙染對肺部和心臟有害,但空氣汙染的傷害不僅於此,來自英國伯明罕大學研究人員與中國研究機構的一項新研究顯示,在那些患有腦部疾病的人身上發現,其腦脊液中有細微的汙染微粒。

研究人員以老鼠實驗,追蹤那些通過老鼠身體的微粒,並主張,人體內的這些微粒經由肺部傳播到血液,並通過血腦屏障(blood-brain barrier,BBB)。他們針對25名患有各種精神障礙的人做檢測,發現32%患者的腦脊液和血液中,都發現有多種有毒懸浮微粒。

這項研究的共同作者Iseult Lynch教授指出,有關空氣中微小顆粒對中樞神經系統的有害影響,這方面的知識一直很缺乏。而這項研究顯示了一項發現,吸入微粒與之後微粒如何在身體週遭移動之間的連結。

何謂懸浮顆粒(particulate matter,PM):

PM 10 最大10微米(μm, microns),包括空氣傳播的病毒、細菌、煙霧、灰塵和黴菌孢子。
PM 2.5 最大2.5微米,很可能來自發電廠、汽車尾氣排放、野火,以及其他燃燒類型的顆粒。
PM 0.1 最大0.1微米,是超細粉塵,主要來自與PM 2.5微粒相同來源,但是更為細小,是最常見的室內微粒。

PM 0.1被認為最危害人體健康。由於非常細小,因此可以避開身體的防禦、內部保護屏障,甚至是免疫系統哨細胞。近期研究表明,PM 0.1微粒是氧化壓力(oxidative stress)和心血管毒性(cardiovascular toxicity)來源。

有些微粒被發現是典型的空氣汙染,包括含鈣微粒,例如「方解石(calcite)」和「霰石(aragonite)」,這些礦物質通常用於建築材料、研磨料、土壤處理、顏料,以及藥物添加劑;還有一些不尋常的微粒,像是,在中國常被用作陶瓷釉料的「馬來石(malayite)」,以及用於防曬油遮光劑和油漆顏料的「銳鈦礦(anatase)」。

關於微粒如何進入大腦的理論,Zare博士研究發現,鼻子的嗅球缺乏完整的血腦屏障,這幫助微粒通過。

微粒利用血液穿越血腦屏障,傷害大腦

研究證明了大多數微粒進入大腦的方式就是「血液的流動」。血腦屏障通常會阻止這類的入侵者進入,但無法阻止微小顆粒進入。

實驗中將小鼠暴露在氧化鈦微粒的空氣中,之後暴露於金、氧化鈰和納米級量子點,結果發現,小鼠肺部裡的這種微粒可以穿透血氧(oxygen-blood)屏障,進入大腦後,這些微粒可能藉由血流穿越「血腦屏障」,且不會明顯被破壞,最終定位在大腦腦室中。

Lynch教授更指出,透過血液從肺部傳播到大腦的微粒數量,可能比直接透過鼻子傳播大八倍。這也為空氣汙染以及這些微粒對大腦的有害影響間,增添了新的證據。

另外,實驗結果還發現,微粒在大腦中的停留時間,可能比在其他器官中的停留時間還長。

大腦老化、憂鬱症、中風,可能是懸浮微粒惹禍

值得一提的是,這項研究也表明,這種懸浮微粒可能會導致一系列神經問題。包括失智症,阿茲海默症和大腦老化,且可能增加憂鬱症、注意力不足過動症(ADHD)、思覺失調症(schizophrenia),以及中風的風險。

史丹佛大學化學教授Richard Zare於2020年的研究也觀察到大腦中的懸浮微粒,Zare認為,沒有很多人了解,空氣汙染會對大腦造成的損害有多大。他為無法讓人們意識到這件事有多重要而感到沮喪,這些訊息必須傳達給制定公共衛生政策的決策者。

除此之外,環境記者Beth Gardner 近期也談到空氣汙染對大腦的影響。他闡述,一位神經病理學家針對生活在嚴重汙染的墨西哥城的小狗做檢測,在牠們的大腦中發現斑塊(plaques)、異常蛋白(twisted proteins)、退化神經元(degenerating neurons),而這些也就是醫師用來診斷人類阿茲海默症的標記。同一個研究團隊檢測了那些意外喪生的兒童與年輕人的腦。

參考資料來源: 

Are air pollution particles capable of damaging the brain? Written by Robby Berman on June 27, 2022 — Fact checked by Rita Ponce, Ph.D.