Войти
  • Главная
  • Блог
  • Влияние загрязнения воздуха на нейродегенерацию: последствия для физиотерапии.

Влияние загрязнения воздуха на нейродегенерацию: последствия для физиотерапии.

21.08.2025
15 просмотров
Вопросы и комментарии

Введение

Всемирная организация здравоохранения определяет загрязнение воздуха как загрязнение внутренней или внешней среды химическим, физическим или биологическим агентом, который изменяет естественные характеристики окружающей среды[1] . Загрязнение воздуха стало серьезной проблемой, с которой сталкивается большинство стран по всему миру. Согласно отчету ВОЗ, загрязнение воздуха на открытом воздухе является причиной около 4,2 миллиона смертей в год из-за инсульта и рака легких, а также острых и хронических заболеваний легких. В дополнение к загрязнению воздуха на улице, внутренние загрязнители воздуха, такие как дым от кухонных пожаров в странах с низким и средним уровнем дохода, являются причиной примерно 3,8 миллиона преждевременных смертей.

Индекс загрязнения воздуха (который измеряет загрязнение воздуха) предоставляет информацию о вредных воздействиях загрязнения воздуха. Индекс загрязнения воздуха около 100 означает умеренное качество воздуха. Однако индекс остаётся высоким на уровне 200 в таких странах, как Индия и Китай, что означает умеренно загрязненный воздух, достаточно сильный, чтобы вызвать затруднение дыхания у пациентов с сердечными и легочными заболеваниями. Выхлоп дизельного топлива считается одним из крупнейших источников такого плохого качества воздуха в Индии и Китае. В мегаполисах, таких как Дели, выхлоп дизельного топлива составляет около 72 % загрязнения воздуха.

Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на здоровье, и его неблагоприятные последствия широко изучены, особенно в отношении сердечно-дыхательной системы (то есть Сердца и Дыхательной системы). Однако за последние 15 лет появляются свидетельства о вредном воздействии загрязнения воздуха на нервную систему. Мы, как физиотерапевты, регулярно сталкиваемся с множеством пациентов с неврологическими дефицитами, поэтому важно учитывать загрязнение воздуха как новую причину неврологических дефицитов.

Загрязнение воздуха состоит из смеси твердых частиц и газов. Наземный озон, угарный газ, оксиды серы и оксиды азота составляют газовую часть загрязнения воздуха, в то время как твердые частицы состоят из органических соединений, таких как полициклические ароматические углеводороды, эндотоксины и металлы, такие как ванадий, никель и марганец (см. также Токсичность тяжелых металлов) [2]. Твердые частицы — это смесь твердых частиц и капель жидкости, пребывающих в воздухе, оказывают значительное влияние на нервную систему. Эти атмосферные частицы существуют в различных размерах и аэродинамических свойствах, определяемые как:

  1. Грубые твердые частицы диаметром от 2.5 до 10 мкм (PM10): вдыхаются и выделяются из дорожной и сельскохозяйственной пыли, исчерпания шин, сгорания древесины, шахт, строительных и демонтажных работ.
  2. Мелкие твердые частицы диаметром менее 2.5 мкм (PM2.5): формируются в результате конденсации паров, образующихся в результате сгорания и производственной деятельности, выпускаемых нефтеперерабатывающими заводами, сжиганием бытового топлива, электростанциями и лесными пожарами.
  3. Ультрадисперсные твердые частицы (UFPM) диаметром менее 0.1 мкм: специально выделяемые из транспортных средств, самолетов и подводных лодок. Они являются наиболее мощными для патологически индуцированных изменений из-за своего размера, что позволяет им легко оседать в легких, проникать и оказывать расширенное воздействие за пределы центральной нервной системы (ЦНС).

PM2.5 и UFPM оказывают значительное влияние на центральную нервную систему (помимо токсичности для сердечно-дыхательной системы после вдыхания), они могут пересекать воздушно-кровный барьер (альвеолярный-капиллярный барьер) и достигать периферического кровообращения и мозга [3].

Влияние загрязнения воздуха на мозг

Загрязнение воздуха и нейроразвитие

Мозг младенца особенно уязвим перед воздействием мощных внутренних и внешних загрязнителей из-за легкого всасывания токсинов, которые легко проникают в развивающийся мозг, а мозг младенца не может детоксифицировать эти токсины [4]. Клинические проявления, такие как нарушение нейрокогнитивной функции и изменения поведения у младенцев, связаны с изменением критических процессов в мозгу (например, синаптогенез, то есть развитие клеточной коммуникации в связи с воздействием загрязнителей) [5]. Основным источником загрязнения воздуха в помещениях является газ для приготовления пищи и газовые плиты, которыми обычно пользуются в домохозяйствах в развитых странах. Комплексная смесь летучих соединений, двуокиси серы, микрочастиц размером меньше PM10 и UFPM, углекислого газа, азотной кислоты, угарного газа и двуокиси азота производится в результате использования газов для приготовления пищи[6] ,[7].

Поскольку женщины и маленькие дети склонны проводить больше времени в помещениях, особенно на кухне, они подвержены большему воздействию внутренних загрязнителей, чем внешних. Эти внутренние загрязнители оказывают сильное воздействие на плод, а также на молодой мозг, поскольку созревание коры головного мозга коры головного мозга интенсивно в первые годы жизни. Появляются доказательства мощного воздействия загрязнения воздуха на мозг плода, что указывает на внутриутробную задержку роста, низкую и очень низкую массу тела при рождении и недоношенность[8]. См. также Отделение интенсивной терапии новорожденных

Это связано с воздействием загрязнителей на мать во втором и третьем триместрах беременности.

  • Исследования Алехана и др.:  Воздействие на мать нелетального СО из-за неисправного внутреннего газового обогревателя привело к постнатальным аномалиям, таким как дистония у младенца в возрасте 2 месяцев. Помимо этого, изменения, обнаруженные на МРТ головного мозга, показывают аномальные сигнальные изменения в бледном шаре и базальных ганглиях в первые годы жизни. У ребенка наблюдалась выраженная ретардация моторного роста, спастичность, тяжелая дистония и легкая умственная отсталость[9].
  • Исследование Врийхайда и др., 2012 год: установлено снижение когнитивного развития в течение первых 14 месяцев жизни у подвергшихся воздействию младенцев[10] .
  • За последние несколько лет несколько исследований выявили связь между воздействием внешних загрязнителей, возникающих, в частности, из-за выбросов автомобилей, и аутизмом[11] [12],[13]

Загрязнение воздуха и нейродегенерация

Болезнь Альцгеймера (БА) и болезнь Паркинсона являются нейродегенеративными заболеваниями, связанными с воздействием загрязнения воздуха [14]. Исследования показали наличие CD-68, CD-163, HLA-DR позитивных клеток, которые указывают на инфильтрацию моноцитов или активацию микроглии, повышенный уровень провоспалительных маркеров, таких как интерлейкины, циклооксигеназа-2, повышение уровня Aβ2ease, что является характерным признаком болезни Альцгеймера, повреждение гематоэнцефалического барьера и активация эндотелиальных клеток. Интересно отметить, что эти изменения специфичны для лобной коры, черной субстанции и блуждающего нерва[15]. Воздействие загрязнения воздуха приводит к отложению Aβ42, то есть бета-амилоида, который является частью бляшек, и α-синуклеина, являющегося частью тела Леви, в ранние годы жизни, что указывает на преждевременное старение мозга[16]. Один из лежащих в основе механизмов, связанных с этим, - это образование наночастиц и соответствующий окислительный стресс, вызванный загрязнением, приводит к изменениям в агрегации и скорости фибрилляции белков, что, в свою очередь, влияет на Aβ и α-синуклеин[17] [1][2]. Исследование, проведенное Чонгом и др., установило более высокий риск возникновения БА на 138% в группе старше 65 лет при долгосрочном воздействии O3 и PM2.5 с уровнем выше 4.34μг/м3 PM2.5 в течение 10 лет наблюдения [3].

Загрязнение воздуха и инсульт[4]

Острое, а также хроническое воздействие загрязнения воздуха признано предрасполагающим фактором для возникновения инсульта. Потенциальные лежащие в основе механизмы могут быть разделены на две категории: 1. После острого воздействия 2. После хронического воздействия.

Острое воздействие загрязнения воздуха имеет временные эффекты, такие как разрыв бляшки или образование тромба, что приводит к ишемическому инсульту. В дополнение геморрагический инсульт возникает в результате разрыва аневризмы или микроаневризмы. Острое воздействие загрязнения воздуха приводит к временному увеличению коагулябельности крови или давления провоцируя инсульт. Пики загрязнения воздуха, происходящие ежедневно, являются триггером этих острых эффектов.

Хроническое воздействие загрязнения воздуха описывается как длительное воздействие на высокие уровни загрязнителей в течение продолжительного периода времени, например, несколько месяцев и лет. Хроническое воздействие загрязнения воздуха приводит к прогрессированию атеросклеротического процесса, вызванного острым воздействием загрязнения воздуха.

Загрязнение воздуха и другие разнообразные неврологические расстройства

Установлено, что загрязнители воздуха приводят к низкому уровню циркулирующего витамина D. Существует обратная зависимость между уровнем витамина D в сыворотке и риском рассеянного склероза. Таким образом, загрязнение воздуха, как правило, увеличивает риск развития рассеянного склероза. Кроме того, загрязнение воздуха связано с неврологическими расстройствами, такими как депрессия, шизофрения и синдром дефицита внимания и гиперактивности, однако ясное установление связи с загрязнением воздуха все еще находится в стадии исследований.[5][6]

Последствия для физиотерапевтов

Важно учитывать вредные последствия загрязнения воздуха как физиотерапевту, потому что важно для физиотерапевта иметь детализированную документацию об экологической истории дома и на работе, чтобы знать, как человек подвергается воздействию загрязнения воздуха. Важно учитывать загрязнение воздуха в случаях сложного диагностики, когда все другие причинные факторы исключены. Это также применимо к младенцам с развивающимися нарушениями, когда другие этиологические факторы исключены и:

  • Если мать подвергалась воздействию загрязнения воздуха во время беременности или
  • Если после рождения новорожденный и мать хронически подвергались воздействию загрязнения воздуха

Тем не менее, это является предложенной гипотезой, и для ее подтверждения требуется дальнейшее исследование.

Источники

  1. ↑ 1.0 1.1 1.     Загрязнение воздуха в Индии: основные вопросы и проблемы. (н.д.). Www.teriin.org. https://www.teriin.org/article/air-pollution-india-major-issues-and-challenges
  2. ↑ 2.0 2.1  Акимото, Х. (2003). Глобальное качество воздуха и загрязнение. Science, 302(5651), 1716–1719. https://doi.org/10.1126/science.1092666
  3. ↑ 3.0 3.1 Крейг, Л., Брук, Дж. Р., Чиотти, К., Кроус, Б., Гауэр, С., Хедли, А., Кревски, Д., Крупник, А., Кжижановски, М., Моран, М. Д., Пеннелл, У., Самет, Дж. М., Шнайдер, Дж., Шортрид, Дж., и Уильямс, М. (2008). Загрязнение воздуха и общественное здоровье: руководство для менеджеров по рискам. Журнал токсикологии и здоровья окружающей среды, часть А, 71(9-10), 588–698. https://doi.org/10.1080/15287390801997732
  4. ↑ 4.0 4.1 Гранжан, П., и Ландрриган, П. (2006). Развитие нейротоксичности промышленных химикатов. The Lancet, 368(9553), 2167–2178. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(06)69665-7
  5. ↑ 5.0 5.1 Райс, Д., и Бароне, С. (2000). Критические периоды уязвимости для развивающейся нервной системы: данные из исследований на людях и животных моделях. Environmental Health Perspectives, 108(suppl 3), 511–533. https://doi.org/10.1289/ehp.00108s3511
  6. ↑ 6.0 6.1 Нг, Т. П., Сит, С. С. Р., Тан, В. С., и Фу, С. С. (2001). Воздействие диоксида азота от домашнего газового приготовления пищи и реакция дыхательных путей у женщин-астматиков. Thorax, 56(8), 596–601. https://doi.org/10.1136/thx.56.8.596
  7. ↑ Нг, Т. П., Сит, С. С. Р., Тан, В. С., и Фу, С. С. (2001). Воздействие диоксида азота от домашнего газового приготовления пищи и реакция дыхательных путей у женщин-астматиков. Thorax, 56(8), 596–601. https://doi.org/10.1136/thx.56.8.596
  8. ↑ Деннекамп, М. (2001). Ултрадисперсные частицы и оксиды азота, образующиеся при газовой и электрической кулинарии. Occupational and Environmental Medicine, 58(8), 511–516. https://doi.org/10.1136/oem.58.8.511
  9. ↑ Алехан, Ф., Эррол, И., и Онай, Ö. S. (2007). ДЦП в результате нелетального отравления матери угарным газом. Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology, 79(8), 614–616. https://doi.org/10.1002/bdra.20379
  10. ↑ Вриихед, М., Мартинес, Д., Агильера, И., Бустаманте, М., Баллестер, Ф., Эстарлич, М., Фернандез-Сомоано, А., Гуксенс, М., Лертунди, Н., Мартинес, М. Д., Тардон, А., и Суньер, Дж. (2012). Загрязнение воздуха от газового приготовления пищи и нейроразвитие младенцев. Эпидемиология, 23(1), 23–32. https://doi.org/10.1097/ede.0b013e31823a4023
  11. ↑ Беседра, Т. А., Вильгельм, М., Олсен, Дж., Кокберн, М., и Ритц, Б. (2013). Амбиентный загрязнитель воздуха и аутизм в округе Лос-Анджелес, Калифорния. Environmental Health Perspectives, 121(3), 380–386. https://doi.org/10.1289/ehp.1205827
  12. ↑ Робертс, А. Л., Лайл, К., Харт, Дж. Е., Ладен, Ф., Джаст, А. С., Бобб, Дж. Ф., Коенен, К. С., Ашерио, А., и Вайскопф, М. Г. (2013). Перинатальные воздействия загрязнителей воздуха и расстройства аутистического спектра у детей участников Nurses’ Health Study II. Environmental Health Perspectives, 121(8), 978–984. https://doi.org/10.1289/ehp.1206187
  13. ↑ Волк, Х. Е., Херц-Пиджиотто, И., Дельвич, Л., Лурманн, Ф., и МакКоннелл, Р. (2011). Жилищная близость к автомагистралям и аутизм в исследовании CHARGE. Environmental Health Perspectives, 119(6), 873–877. https://doi.org/10.1289/ehp.1002835
  14. ↑ Хиртц, Д., Турман, Д. Дж., Гвинн-Харди, К., Мохамед, М., Чаудхури, А. Р., и Залутски, Р. (2007). Насколько распространены «обычные» неврологические расстройства?. Neurology, 68(5), 326–337. https://doi.org/10.1212/01.wnl.0000252807.38124.a3
  15. ↑ Кальдерон-Гарсидуенас, Л., Сольт, А. С., Энрикес-Ролдан, К., Торрес-Жардон, Р., Нусе, Б., Херритт, Л., Вильярреал-Кальдерон, Р., Осная, Н., Стоун, И., Гарсия, Р., Брукс, Д. М., Гонсалес-Масиель, А., Реиносо-Роблес, Р., Дельгадо-Чавес, Р., и Рид, У. (2008). Долговременное воздействие загрязненного воздуха связано с нейровоспалением, измененной врожденной иммунной реакцией, разрушением гематоэнцефалического барьера, осаждением ультрадисперсных частиц и накоплением бета-амилоида и альфа-синуклеина у детей и молодых взрослых. Toxicologic Pathology, 36(2), 289–310. https://doi.org/10.1177/0192623307313011
  16. ↑ Ким, Х., Ким, В.-Х., Ким, Ю.-У., и Парк, Х.-Ю. (2020). Загрязнение воздуха и заболевания центральной нервной системы: обзор воздействия мелких частиц на неврологические расстройства. Frontiers in Public Health, 8.
  17. ↑ Колвин, В. Л., и Кулиновски, К. М. (2007). Наночастицы как катализаторы фибрилляции белков. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(21), 8679–8680. https://doi.org/10.1073/pnas.0703194104

 

Вопросы и комментарии