Нейротоксиканты — это химические вещества, способные вызывать неблагоприятные побочные эффекты в нервной системе во время развития. Нейротоксиканты могут быть разных типов, включая промышленные химикаты, пестициды, органические растворители и фармацевтические препараты. Было подсчитано, что около 30% коммерчески используемых химических веществ обладают нейротоксическим действием.
Нейротоксиканты негативно влияют на различные физиологические процессы, в том числе на рост и миграцию клеток. Воздействие является самым высоким в развивающемся мозге младенцев и детей. Различные расстройства головного мозга, связанные с воздействием нейротоксикантов, включают нарушения психического и когнитивного развития, синдром дефицита внимания с гиперактивностью и расстройство аутистического спектра.
Выбросы и сжигание загрязняющих веществ создают различные мелкие частицы в воздухе. Твердые частицы (ТЧ), выбрасываемые транспортными средствами, промышленными предприятиями, электростанциями и системами кондиционирования воздуха в жилых помещениях, остаются внутри и снаружи помещений и действуют как нейротоксиканты. Такие загрязнители воздуха в первую очередь вызывают воспалительные реакции, приводящие к образованию свободных радикалов и последующему повреждению тканей и нейродегенерации.
Тяжелые металлы, такие как мышьяк, кадмий, свинец и ртуть, присутствуют в пище, воде и других продуктах. Эти металлы высокотоксичны и способны вызывать нарушения дыхания, пищеварения и развития нервной системы.
Загрязнение воздуха вызывается сочетанием твердых и жидких частиц, включая озон, двуокись серы, окись углерода, оксиды азота, полициклические ароматические углеводороды и тяжелые металлы. Эти загрязняющие вещества в совокупности считаются ТЧ, количество которых в окружающей среде экспоненциально увеличивается из-за урбанизации и индустриализации.
Считается, что ТЧ диаметром 2,5 мкм (ТЧ 2,5 ) оказывают серьезное влияние на смертность, связанную с загрязнением окружающей среды, во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 91% загрязнения в странах с низким или средним уровнем дохода связано с загрязнением атмосферного воздуха. Около 4,2 миллиона преждевременных смертей во всем мире происходит из-за загрязнения воздуха, при этом основной причиной является рак. По этой причине ТЧ считается канцерогеном.
Исследования, проведенные с использованием животных моделей, показывают, что воздействие ТЧ во время беременности и через
Загрязнители воздуха попадают в организм воздушно-капельным или пероральным путем. ТЧ 2,5 могут легко перемещаться в нижние дыхательные пути и вызывать респираторные заболевания. Он также может перемещаться из легких в кровь и, таким образом, может достигать любых органов тела через систему кровообращения.
ТЧ 2,5 проникают в мозг через обонятельный эпителий и обонятельную луковицу или через нарушенный гематоэнцефалический барьер. При проникновении он вызывает нейровоспаление с последующим образованием свободных радикалов, окислительным повреждением белков, накоплением аномальных белковых агрегатов и индукцией нейродегенерации. Болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона являются двумя наиболее распространенными типами нейродегенеративных заболеваний, связанных с воздействием нейротоксикантов.
Другой потенциальной причиной нейродегенеративного заболевания является нейроапоптоз или гибель нейронов. В этом контексте данные показали, что воздействие PM 2,5 вызывает повреждение митохондрий и гибель нейронов. Кроме того, было обнаружено, что внутриутробное воздействие ТЧ на ранних сроках беременности приводит к уменьшению длины теломер в пуповинной крови плода.
Дети более восприимчивы к нейротоксичности, вызванной загрязняющими веществами, поскольку они поглощают больше воды и воздуха на единицу размера тела, чем взрослые. Помимо нейровоспаления, воздействие загрязнителей воздуха вызывает воспаление в дыхательной и желудочно-кишечной системах. Было обнаружено, что воздействие PM 2,5 связано с различными заболеваниями, включая воспалительный синдром кишечника и рак. Также было замечено, что дети, живущие в мегаполисах, подвержены более высокому риску развития болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона из-за чрезмерного воздействия нейротоксикантов.
Дети в городских промышленно развитых регионах более подвержены развитию когнитивных расстройств и расстройств аутистического спектра. Было обнаружено, что воздействие нейротоксикантов значительно влияет на память, вербальные и невербальные навыки школьников. Было обнаружено, что внутриутробное воздействие загрязняющих веществ, связанных с дорожным движением, и других нейротоксикантов увеличивает риск расстройства аутистического спектра.
Исследования с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) показали, что у детей, подвергшихся воздействию загрязнителей воздуха, наблюдается префронтальная гиперинтенсивность белого вещества, заболевание, связанное с когнитивными и поведенческими нарушениями, деменцией, инсультом и даже смертью.
Несколько мер контроля, принятых во время пандемии коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19), таких как местные и национальные блокировки и ограничения на передвижение, значительно снизили загрязнение воздуха во всем мире. Это указывает на то, что переход от моторизованного транспорта (автомобилей, мотоциклов и автобусов) к активному транспорту (пешему и велосипедному) может значительно снизить загрязнение воздуха.
Следует внедрить инициативы на уровне сообществ и возможные испытания фармакологических и диетических вмешательств для более эффективного управления загрязнением воздуха и связанной с ним токсичностью.
Армас ФВ. 2022. Нейровоспаление и нейродегенерация центральной нервной системы от загрязнителей воздуха: обзорный обзор. Токсики. https://www.mdpi.com/2305-6304/10/11/666
