早期空气污染对大脑白质健康的长期影响

孕期和儿童期接触特定污染物，如细颗粒物（PM2.5）和氮氧化物（NOx），与大脑白质微观结构的变化有关。这些变化中的一些可能持续到青春期。
由巴塞罗那全球健康研究所（ISGlobal）进行的研究，在“la Caixa”基金会的支持下，揭示了孕期和幼儿早期接触如细颗粒物（PM_2.5）和氮氧化物（NO_x）的污染物与大脑白质结构显著变化的关联。这项发表在《环境研究》上的研究强调了将空气污染视为重要公共健康问题的必要性，尤其是对准妈妈和幼儿而言。

越来越多的证据表明，空气污染对儿童的神经发育产生负面影响。最近的一项研究采用成像技术，调查了污染物如何影响大脑白质，而大脑白质对连接大脑区域至关重要。然而，这些研究存在局限，因为它们仅分析了单一时间点，并未在儿童期跟踪参与者。

ISGlobal研究员莫妮卡·古亨斯（Mònica Guxens）指出：“在儿童期持续跟踪参与者，并为每个孩子进行两次神经成像测试，将为了解空气污染对白质的影响是否随着时间的推移而持续、减弱或加重提供更深入的见解。”这是她团队采用的方法。

该研究涵盖了4000多名参与者，作为荷兰鹿特丹的“R代研究”的一部分，从出生开始进行监测。研究人员根据家庭的居住区域，计算了孕期和儿童期接触14种不同空气污染物的水平。对于1314名儿童，利用了两次大脑扫描的数据—在大约10岁和14岁时进行的扫描，以评估白质微观结构的变化。

有些影响持续，而有些会随时间消退

分析显示，接触某些污染物，如细颗粒物（PM_2.5）和氮氧化物（NO_x），与白质发育的变化相关。值得注意的是，孕期接触较高水平的PM_2.5，以及儿童期接触增加的PM_2.5、PM₁₀、PM_2.5-10和NO_x，与分数各向异性水平降低有关—分数各向异性是一种指示水分子在大脑中扩散方式的测量值。在更成熟的大脑中，水分子倾向于更定向地流动，而不是均匀流动，从而导致更高的分数各向异性值。这些关联在青春期期间保持一致，表明空气污染对大脑发育的持久影响。每增加一次污染暴露，与分数各向异性发展延迟超过五个月相关。

ISGlobal的另一位研究员、该研究的首席作者米歇尔·库斯特斯（Michelle Kusters）解释道：“我们相信，降低的分数各向异性可能源于髓鞘的变化，髓鞘是围绕神经的保护层，而不是神经纤维的结构或排列。”虽然空气污染物如何影响髓鞘的具体方式并不完全清楚，但这可能涉及微小颗粒渗透到大脑中或粒子进入肺部引发的炎症反应。这些因素可能导致神经炎症、氧化应激，最终导致神经元死亡，正如动物研究所示。

研究还指出，某些污染物与另一种白质测量值的变化相关，这种测量值称为平均扩散率，反映白质的完整性，通常在大脑成熟时会降低。孕期接触细颗粒物（PM_2.5）中的硅的暴露量增加，与暂时较高的平均扩散率相关，而随着儿童的成长，这一水平又急剧下降。这表明某些空气污染的影响可能会随着时间的推移而减弱。

政策的影响

总之，该研究表明，孕期和幼儿早期接触空气污染可能导致对大脑白质的持久影响。古亨斯指出：“即使这些效应的 magnitude 看似微小，但对整体人口水平可能产生重大影响。”

关键是，这些发现出现在接触PM_2.5和PM₁₀水平超过世界卫生组织设定的推荐限值但低于欧盟提议水平的儿童中。古亨斯补充道：“我们的研究加强了欧洲空气污染指南的必要性，这些指南预计不久将在欧洲议会获得批准。”

在早期研究中，古亨斯和她的团队证明，早期接触极端温度也会影响白质微观结构，尤其是对于来自弱势社区的儿童。