北大環(huán)境污染與腦健康第五講課件

1、環(huán)境污染與腦健康(五)授課老師: 周輝共享百度云：位置細(xì)胞(Place Cell)Dr. O Keefe海馬體（Hippocampus）又名海馬回、海馬區(qū)、大腦海馬，海馬體主要負(fù)責(zé)記憶和學(xué)習(xí)。位置、方向細(xì)胞網(wǎng)格細(xì)胞（Grid Cell）， Dr. MoserSpace Learning & Memory內(nèi)嗅皮層- - - - -海馬數(shù)據(jù)整合你是“路盲”么?“老年癡呆癥”與內(nèi)嗅皮層、海馬阿爾茨海默病，老年癡呆癥（AD）老年癡呆是一種起病隱匿的進(jìn)行性發(fā)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。臨床上以記憶障礙、失語、失用、失認(rèn)、視空間技能損害、執(zhí)行功能障礙以及人格和行為改變等全面性癡呆表現(xiàn)為特征，病因迄今未明。65

2、歲以前發(fā)病者，稱早老性癡呆；65歲以后發(fā)病者稱老年性癡呆。65歲群中患老年癡呆的比率達(dá)5%左右。senile plaques (-amyloid plaques)老年癡呆患者-amyloid (A): 39-43個(gè)氨基酸組成，是大腦皮質(zhì)老年斑的主要成分。正常情況下腦組織主要生成A40，而在阿爾茨海默病時(shí)A42升高?；蛞蛩?1-5%)衰老腦部創(chuàng)傷居住或工作環(huán)境因素阿爾茨海默病病因：Incidence rates after age 65AgeNew affectedper thousandpersonyears6569370746757998084238589409069基因因素:1， 家族遺

3、傳性基因：APP， presenilins 1 and 22，易感基因： apolipoprotein E：ApoE有三種主要的異構(gòu)體E2、E3、E4，APOE基因被定位于19號(hào)染色體上，由2、3、4三種共顯性等位基因分別編碼產(chǎn)生E2、E3、 E4，由此產(chǎn)生六種蛋白表型：3種純合子E2/2，E3/3，E4/4，3種雜合子E2/3，E2/4，E3/4。ApoE4增加AD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，蛋白表型為E2/E2其患AD的風(fēng)險(xiǎn)為 0.8%，E2/E3的風(fēng)險(xiǎn)為3.2%, E3/E3為5.1%， 而E3/E4為18%，E4/E4的蛋白表型的個(gè)體其罹患AD的風(fēng)險(xiǎn)將高達(dá)67%。對(duì)于一個(gè)大于65歲的老人，如果血液檢測

4、蛋白表型為E4/E4,其罹患AD的風(fēng)險(xiǎn)將是正常人群 的13倍。Between 40 and 80% of people with AD possess at least one APOE4 alleleTREM2：突變?nèi)巳猴L(fēng)險(xiǎn)3-5倍于正常人。18阿爾茲海默病（AD）中的環(huán)境因素鋁暴露腦損傷的隱患飲食和營養(yǎng)紊亂鋁暴露1, 高劑量的鋁暴露具有明顯的神經(jīng)毒性2, 鋁被發(fā)現(xiàn)在大部分的AD病人腦內(nèi)富集 沉積于皮質(zhì)、海馬、杏仁核等區(qū)域能夠沉積在細(xì)胞核、溶酶體中，是老年斑的重要成分。鋁的來源鋁是一種低毒金屬元素，它不是人體需要的微量元素。人體攝入鋁后僅有10-15能排泄到體外，大部分會(huì)在體內(nèi)蓄積，與多種蛋

5、白質(zhì)、酶等人體重要成分結(jié)合，影響體內(nèi)多種生化反應(yīng)。1硫酸鉀鋁-明礬、面粉強(qiáng)筋劑、化學(xué)發(fā)面劑有些粉絲在加工制作過程中，粉漿中須加入大量明礬(硫酸鉀鋁)。隨著粉絲的形成和干燥，明礬含量逐漸增加。據(jù)測定，每食用100克此類粉絲即給人體造成約200毫克的鋁蓄積，是每日允許攝入量的數(shù)倍。油條也加入明礬。現(xiàn)在速溶的合成牛肉面拉面劑中多含有明礬。 此外，化學(xué)發(fā)面劑和面粉強(qiáng)筋劑也都含有明礬?；瘜W(xué)酵母的饅頭、加過面粉強(qiáng)筋劑的面粉及其所做的產(chǎn)品等均含有較高劑量的鋁。 油炸食品添加劑、膨化食品中膨化劑等均含有較高量的鋁。 2003年， WHO將明礬列為有害食品添加劑。國家標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)食品添加劑中鋁含量作出規(guī)定，但規(guī)定

6、了食品中鋁的含量不得超過100毫克/千克。 2鋁制用具 鋁制用具在高溫中更易于釋放鋁，因此在使用鋁鍋、鋁壺，不必檫掉表層的棕色銹，它可以保護(hù)鋁質(zhì)，使其不易溶出，從而減少鋁的吸收。不要用鋁制品盛酸性、堿性和咸的食品，不要將食品長期存放在鋁盒(或鍋)中。還應(yīng)避免用鋁鍋煎藥。 罐裝飲料鋁的含量比瓶裝飲料要高3 到5倍。3、藥物有許多藥物，如治療胃及十二指腸和胃酸過多等消化道疾病的某些藥物(如胃舒平)、用以治療磷酸多脂血癥的藥物等都含有鋁鹽，應(yīng)盡量少用或不用。腦損傷的隱患核磁共振成像掃描發(fā)現(xiàn)，職業(yè)年齡超過6年的拳擊手，他們腦部的海馬區(qū)和丘腦都有所萎縮；職業(yè)年齡超過12年的拳擊手，部分出現(xiàn)輕微的健忘癥狀

7、。The Journal of Neuroscience, July 25, 2012How a Single Brain Trauma May Lead to Alzheimers Disease遭受一次創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic brain injury, TBI），也有可能導(dǎo)致阿爾茨海默病。美國疾病預(yù)防控制中心的數(shù)據(jù)顯示，每年有170萬人發(fā)生TBI；其中大約75%是腦震蕩（TBI最輕微的一種形式）。用小鼠體內(nèi)模型研究一次TBI對(duì)大腦的改變。在受傷后頭2天的反應(yīng)急性期，兩種細(xì)胞間運(yùn)輸?shù)鞍祝℅GA1和GGA3）水平降低，而BACE1酶水平升高。這與患阿爾茨海默病的大腦中的變化相一致。在

8、小鼠受到創(chuàng)傷性腦損傷一星期后，即使 GGA1恢復(fù)至正常水平，BACE1酶和淀粉樣蛋白水平仍在升高，且在亞急性期（創(chuàng)傷后一周）可觀察到持續(xù)的淀粉樣蛋白生成。也就是說，一次腦外傷 后，引起老年癡呆癥的蛋白會(huì)持續(xù)升高一段時(shí)間?！八ど盗恕边€是很有可能的！飲食和營養(yǎng)紊亂吸煙？最近的觀點(diǎn)認(rèn)為，近年來一些較大數(shù)量樣本的調(diào)查 表明，吸煙人群與不吸煙人群比較，AD的發(fā)病率可高出2-3倍，而且以血管性癡呆為多見。因此，吸煙不但不能預(yù)防和治療老年性癡呆，而且同會(huì)促發(fā)其他軀體 疾病 (如慢性支氣管炎、肺氣腫、肺癌等) 一樣可促使本病的發(fā)生。酒精？長期大量飲用可產(chǎn)生酒精依賴、慢性酒精中毒，引起腦細(xì) 胞過早的退化死亡，最

9、終出現(xiàn)不可逆的癡呆酒精中毒性癡呆。高脂高糖飲食？Induction of Alzheimer-like b-amyloid immunoreactivity in the brains of rabbits with dietary cholesterol. Exp Neurol 1994; 126: 88-94.Neurology， 2011中年體重猛增會(huì)導(dǎo)致老年癡呆癥危險(xiǎn)增加80%。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院研究人員分析了8534名65歲以上雙胞胎30年來的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中2541名參試者(占30%)中年體重超標(biāo)或肥胖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中年發(fā)胖會(huì)導(dǎo)致老年記憶問題。美國尤他州立大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，身體肥胖

10、的老齡婦女更容易患阿癥。這項(xiàng)研究跟蹤了幾百名瑞典婦女在18年間的身體狀況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)婦女如果在70歲左右很胖，那么她們在80多歲時(shí)患阿癥的幾率將比別人大得多。糖尿病與AD？型糖尿病會(huì)增加患者罹患老年癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)。在過去10年間，一些研究發(fā)現(xiàn)，與同年齡、同性別的健康人相比，型糖尿病患者罹患老年癡呆癥的概率高出一倍。其中最新的一項(xiàng)研究表明，即使是血糖指標(biāo)偏高但尚未達(dá)到患糖尿病程度的人，其罹患老年癡呆癥的概率也比血糖指標(biāo)正常的人高70%。例如： 一項(xiàng)針對(duì)老年墨西哥裔美國人群的研究表明， 型糖尿病與老年癡呆或認(rèn)知功能受損強(qiáng)烈相關(guān)。該研究納入1617例6098歲、無老年癡呆癥或認(rèn)知功能受損的墨西哥裔美國受

11、試者，在堅(jiān)持隨訪長達(dá)10年之后，41.9%的受試者伴糖尿病，其中9.8%隨訪期間確診老年癡呆癥或認(rèn)知功能受損。有糖尿病史的老年癡呆癥患者失憶的速度會(huì)減緩！在針對(duì)608名病期4年以上、中等程度老年癡呆癥患者中，科學(xué)家進(jìn)行了一年兩次的記憶力和思考力測試。測試中，沒有患糖尿病的老年癡呆癥患者比患糖尿病的記憶力衰退速度要低很多。環(huán)境因素與神經(jīng)退行性疾病的關(guān)聯(lián)到底有多強(qiáng)？環(huán)境暴露劑量正常基因易感個(gè)體安全致病可恢復(fù)性暴露環(huán)境暴露與個(gè)體基因的協(xié)同作用土壤污染2013年，環(huán)保部、國土部在630萬平方公里的實(shí)際調(diào)查面積中，全國土壤調(diào)查點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到16.1%土壤污染的健康危害電子垃圾污染電子垃圾污染重金屬、化學(xué)

12、阻燃劑、二噁英等環(huán)境污染物超標(biāo)嚴(yán)重二噁英(Dioxin)，是一種無色無味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物 質(zhì)，實(shí)際上是二噁英類（Dioxins）一個(gè)簡稱，它指的并不是一種單一物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類有機(jī)化合 物。全稱分別是多氯二苯并二惡英polychlorinated dibenzo-p-dioxin（簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃polychlorinated dibenzofuran（簡稱PCDFs）。二噁英包括210種化合物，這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累，對(duì)人體危害嚴(yán)重。國際癌

13、癥研究中心已將其列為人類一級(jí)致癌物。毒性是砒霜的900倍。二噁英除了具有致癌毒性以外，還具有生殖毒性和遺傳毒性，直接危害子孫后代的健康和生活。 來源與分布均十分廣泛二噁英毒害致殘的兒童二噁英加劇兒童自閉癥傾向落葉劑是一種工業(yè)合成的毒液，作用是殺死植物或使葉子掉光，有效成分是可導(dǎo)致先天畸形及致癌的劇毒物質(zhì)二噁英。日本研究人員的一項(xiàng)研究顯示，二噁英在母親體內(nèi)蓄積后，還會(huì)加劇孩子的自閉癥傾向。越南戰(zhàn)爭時(shí)期，美軍實(shí)施了“牧場行動(dòng)計(jì)劃”，用飛機(jī)向越南叢林噴灑了大量落葉劑。戰(zhàn)后，越南出現(xiàn)了很多畸形兒，當(dāng)年參戰(zhàn)士兵妻子的自發(fā)性流產(chǎn)率、孩子出生缺陷率都高于常人，這些被認(rèn)為都和落葉劑的使用有關(guān)。美軍曾在越南峴港

14、儲(chǔ)藏和裝運(yùn)落葉劑。日本金澤醫(yī)科大學(xué)和富山大學(xué)的研究人員與越南軍醫(yī)大學(xué)合作，以峴港當(dāng)?shù)?008年7月至2009年1月出生的153名兒童為對(duì)象，進(jìn)行了世界上首個(gè)二噁英與自閉癥傾向關(guān)系的研究。研究小組在孩子出生1個(gè)月后，采集了母親的母乳，對(duì)母親體內(nèi)蓄積的二噁英濃度和種類進(jìn)行了分析。在孩子3歲的時(shí)候， 母親接受問卷調(diào)查，以確認(rèn)兒童是否有自閉癥傾向。研究人員在最新一期美國分子精神病學(xué)雜志上報(bào)告說，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，毒性最強(qiáng)的四氯二苯并二噁英 （TCDD）在母乳中的濃度越高，兒童的自閉癥傾向越明顯，表達(dá)意圖的溝通能力和社交能力越差。自閉癥自閉（語言社交障礙、智力障礙）、過度敏感、極端情緒、自我刺激特定腦區(qū)異常（神

15、經(jīng)發(fā)育異常）二惡英類持久性有機(jī)污染物與老年癡呆可能存在相關(guān)性持久性有機(jī)污染物（ Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs ）持久性有機(jī)污染物（POPs）是指通過各種環(huán)境介質(zhì)（大氣、水、生物體等）能夠長距離遷移并長期存在于環(huán)境，具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，對(duì)人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī)污染物質(zhì)。1，高毒性POPs物質(zhì)在低濃度時(shí)也會(huì)對(duì)生物體造成傷害，例如，二惡英類物質(zhì)中最毒者的毒性相當(dāng)于氰化鉀的1000倍以上，號(hào)稱是世界上最毒的化合物之一，每人每日能容忍的二惡英攝入量為每公斤體重1pg，二惡英中的2,3,7,8-TCDD只需幾十

16、皮克就足以使豚鼠斃命，連續(xù)數(shù)天施以每公斤體重若干皮克的喂量能使孕猴流產(chǎn)。POPs物質(zhì)還具有生物放大效應(yīng)，POPs也可以通過生物鏈逐漸積聚成高濃度，從而造成更大的危害。2持久性POPs物質(zhì)具有抗光解性、化學(xué)分解和生物降解性，例如，二惡英系列物質(zhì)其在氣相中的半衰期為8400天，水相中為166天到2119年，在土壤和沉積物中約17年到273 年。3積聚性POPs具有高親油性和高憎水性，其能在活的生物體的脂肪組織中進(jìn)行生物積累，可通過食物鏈危害人類健康。4流動(dòng)性大POPs可以通過風(fēng)和水流傳播到很遠(yuǎn)的距離。POPs物質(zhì)一般是半揮發(fā)性物質(zhì)，在室溫下就能揮發(fā)進(jìn)入大氣層。因此，它們能從水體或土壤中以蒸氣形式進(jìn)入大氣環(huán)境或者附在大氣中的顆粒物上，由于其具持久性，所以能在大氣環(huán)境中遠(yuǎn)距離遷移而不會(huì)全部被降解，但半揮發(fā)性又使得它們不會(huì)永久停留在大氣層中，它們會(huì)在一定條件下又沉降下來，然后又在某些條件下?lián)]發(fā)。