알츠하이머 병은 진행성 뇌 질환으로 결국 기억하고 의사 소통하며 독립적으로 살아갈 수있는 능력을 박탈합니다. 2050은 돌출한 거의 1 억 달러의 경제적 비용으로 14 만 명의 미국인과 그 가족에게 영향을 미쳤습니다. 이는 심장 질환과 암을 치료할 때 예상되는 합계보다 많습니다.

미국에서 주요 사망 원인 중 알츠하이머 병은 우리가 현재 예방하거나 치료하거나 심지어 실속을 막을 수없는 유일한 질병입니다. 우리의 최신 연구 이 질병의 원인이되는 환경 적 원인과 메커니즘에 대한보다 나은 이해를 제공함으로써 이러한 상황을 변화시키고 자합니다.

우리의 연구 결과에 따르면 우리는 폐 및 혈액으로 스며 든 발전소 및 자동차에서 방출되는 작은 입자 형태의 실외 대기 오염이 노인 여성의 치매 위험을 거의 두 배로 높일 수 있다고 결론 내릴 수 있습니다. 우리의 결과가 일반인에게 적용 가능하다면, 대기 중 미립자 오염은 치매 5 건 중 약 1 건에 원인이 될 수 있습니다.

이 연구는 인간 역학 조사와 동물 실험을 결합한 최초의 연구로 성장하는 연구 기관 대기 오염과 치매를 연결하는 전세계의 또한 중요한 알츠하이머 병 위험 유전자, APOE4는 공기 입자와 상호 작용하여 뇌 노화를 촉진합니다.

연기가 나는 곳

이전 연구 남 캘리포니아 대학 (University of Southern California)은 이미 대기 오염이 심장 발작 위험을 높인다는 사실을 입증했습니다. 이 작업을 바탕으로 우리는 AirPollBrain 그룹 입자가 2.5 마이크로 미터 또는 그보다 작은 입자를 측정하기 때문에 PM2.5으로 알려진 미세 입자 물질에 ​​노출이되는지 여부와 노화 된 뇌에 영향을 미치는 지 여부를 검사합니다.

우리는 세 가지 광범위한 질문에 답하기 위해이 연구를 설계했습니다. 첫째, 우리는 PM2.5 옥외 수준이 높은 지역에 거주하는 노인들이인지 장애, 특히 치매의 위험이 증가했는지 여부를 알고 자했습니다. 우리는 또한 알츠하이머 질환에 대한 고위험 유전자 인 APOE4을 가지고있는 사람들이 대기 중 PM2.5에 장기간 노출되었을 때 발생할 수있는 손상에보다 민감한지를 알고 싶었습니다.

우리의 세 번째 질문은 인간 알츠하이머 병 유전자를 운반하기 위해 변형 된 마우스의 입자에 대한 통제 된 노출로 비슷한 결과가 관찰 될 수 있는지 여부였다. 우리가 마우스에서 비슷한 효과를 발견한다면, 그것은 인간의 두뇌에서 일어나는 일들을 가능하게하는 메커니즘에 대해 밝힐 수 있습니다.

APOE4은 남성보다 여성에서 알츠하이머 병의 위험이 더 크기 때문에 노인 및 여성 마우스에 중점을 둡니다.

인체 과목

인간 역학 연구 구성 요소의 경우, 우리는 여성 건강 이니셔티브 메모리 연구및 회오리이 여성들은 1990에서 65 세까지의 79에서 시작하여 치매 나 중대한인지 장애가 없었던 XNUMX에서 시작하여 전국의 많은 노령 여성들을 추적했다.

우리는 EPA 모니터링 데이터와 공기 품질 시뮬레이션을 결합하여 수학적 모델을 만들었습니다.이 모델을 통해 여성이 2.5에서 1999까지 살았던 여러 위치에서 매일 야외 PM2010 수준을 추정 할 수있었습니다. WHIMS는 연구 참여자들을 매우 밀접하게 추적했기 때문에 흡연, 운동, 체질량 지수, 호르몬 요법 및 당뇨병과 심장 같은 다른 임상 적 위험 요소와 같은 치매 위험에 영향을 줄 수있는 다른 요소에 대한 자세한 정보를 수집 할 수있었습니다. 질병. 이를 통해 우리는 이러한 다른 요인들을 설명하고 대기 오염 노출의 영향을 더 잘 분리 할 수있었습니다.

우리는 PM2.5의 높은 수치에 노출 된 여성이인지 능력 감소 속도가 빠르고 치매가 발병 할 위험이 더 높음을 발견했습니다. PM2.5 수치가 미국 환경청 (US EPA)의 기준을 초과 한 곳에서 살고있는 노인들은 세계인지 능력 감소 위험이 81 % 더 높았고 92 %가 알츠하이머 병을 비롯한 치매를 일으킬 가능성이 더 큼. 장기간의 PM2.5 노출로 인한 환경 적 위험은 APOE4 유전자가 2 개인 고령의 여성에서 APOE4 유전자가없는 유전 적 위험이있는 여성에 비해 2 ~ 3 배 더 높았다.

비 달성 지역은 EPA 기준을 충족하지 못합니다. 분류 할 수없는 것으로 지정된 지역은 표준을 충족하고 있음을 보여주기 위해 검증 된 모니터링 데이터가 충분하지 않지만 EPA와 협력하여 데이터를 개선하고 있습니다. USEPA

마우스 모델

실험실 연구를 위해 우리는 15 주 동안 알츠하이머 유전자를 가진 암컷 쥐에게 나노 크기의 대기 오염 물질을 노출 시켰습니다. 그만큼 공기 입자 수집 기술USC의 Viterbi 공과 대학의 Constantinos Sioutas가 발명 한 USC의 캠퍼스 가장자리에서 공기 입자를 도시 지역의 대표적인 공기 샘플로 수집합니다.

실험 데이터에 따르면이 미립자 물질에 ​​체계적으로 노출 된 마우스는 뇌에 베타 - 아밀로이드라고 불리는 단백질이 축적되어있는 것을 알 수있었습니다. 사람에서 베타 - 아밀로이드는 신경 퇴행의 병리학 운전사로 간주되며 알츠하이머 발병을 예방하거나 진행을 지연시키는 치료 적 중재의 주요 목표입니다. 노인 여성의 역학 관찰과 마찬가지로 알츠하이머 병에 걸리기 쉬운 APOE4 암컷 마우스의 경우 이러한 영향이 더 컸다.

미래 연구

우리의 미래 연구는이 발견이 남성에게도 적용되는지, 그리고 개발중인 약물이 대기 오염에 대한 보호를 제공 할 수 있는지 여부를 조사 할 것입니다. 인과 관계를 확인하고 대기 오염이 어떻게 뇌에 들어가고 해를 끼치는 지 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

대기 오염에 노출 된 두뇌 노화는 발달 단계부터 시작될 수 있으므로 알츠하이머 병과 관련된 대기 오염에 대한 초기 생활 노출도 살펴보고자합니다. 우리는 이미 알고 있습니다. 비만 와 당뇨병 알츠하이머 병의 위험 인자입니다. 또한 고속도로에 더 가깝게 사는 아이들 더 비만하는 경향이있다., 가정의 성인이 흡연자 인 경우 복약되는 효과.

기존의 마우스 모델을 바탕으로 대기 오염에 대한 발달 적 노출이 알츠하이머 병의 위험을 증가시킬 수 있다고 예측할 수 있습니다. 이것은 우리가 더 잘 이해하고 싶은 과학적 퍼즐의 중요한 부분입니다.

대기 오염, 공중 보건 및 정책

대기 오염은 국경을 모릅니다. 이것은 정책 입안자와 공중 보건 관리가 심각하게 취해야 할 우리 연구의 세계적 함의를 제공합니다.

청정 대기 법 (Clean Air Act)은 환경 보호청 (Environmental Protection Agency) 전국 대기 공기 품질 표준 어린이 및 노인과 같은 민감한 인구를 보호하기위한 안전 마진을 제공합니다. EPA는 2012에서 미국 표준 인 PM2.5를 강화했습니다. 그럼에도 불구하고, 2015에서는 24 만 명의 사람들이 여전히 살았던 카운티에 살았습니다. 비정상적인 입자 오염 수준, 41 백만 이상은 단기간에 오염 된 지역에서 살았다.

최근 연구 미국에서 치매의 빈도가 2000와 2012 사이에서 감소한 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 추세가 대기 오염 규제와 관련이 있는지, 또는 최근 PM2.5의 낮은 수치에 노출되면 노인, 특히 치매의 위험이있는 사람들에게 어느 정도 장기적인 위협이 될 수 있습니다.

장기적인 PM2.5 노출이 실제로 치매의 위험을 증가 시킨다면 이는 공중 보건 기관이 이미 대기 오염과 관련된 질병 부담 및 보건 비용을 과소 평가하고 있음을 암시합니다. 예를 들어, 세계 보건기구의 최근 평가 PM2.5에 의한 질병의 세계적 부담 치매는 포함되지 않습니다. 대기 오염 수준은 미국, 인도, 중국 및 다른 많은 개발 도상국에서 훨씬 높습니다.

세계 보건기구 (WHO)는 PM 2.5을 연간 평균 10 마이크로 그램 / ㎥로 줄이는 것이 좋습니다. 피닉스 7777 / 위키 백과, CC의 BY-SA

마찬가지로, EPA는 예상 청정 공기 법 (Clean Air Act)은 2과 1990 사이에 거의 US $ 2020 조의 이익을 제공 할 것이며, 그 중 많은 부분이 사망자와 질병의 감소로 인한 것입니다. 미립자 오염과 치매 사이의 연관성이있는 경우 대기 청정 법 (Clean Air Act)이 EPA의 예상보다 더 큰 이익을 제공 할 수 있습니다.

미국 알츠하이머 병 치료 계획는 2011에 의해 제정 된 법령에 따라 2025이 알츠하이머 병을 예방하거나 효과적으로 치료하는 것을 목표로합니다. 우리는 EPA의 작동을 약화 시키거나 맑은 공기 규제를 완화하는 모든 조치가 의도하지 않은 결과를 낳아이 목표를 달성하는 것을 어렵게 만들 것이라고 생각합니다.

저자에 관하여

Caleb Finch, University 교수, Leonard Davis School of Gerontology, University of Southern California Jiu-Chiuan Chen, 예방 의학 부교수, University of Southern California

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