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1952年12月份，一場被稱為“大霧霾”的事件席卷了英國倫敦，污染使空氣變成了有毒濃湯。僅僅五天，吸入污染空氣導致15萬人因呼吸問題而被送往醫院，總共約有4000人死亡。這場災難為我們提供了許多最有力的早期證據，表明城市空氣污染可能是致命的。
圖：墨西哥首都墨西哥城經常受到嚴重的空氣污染困擾。在那里和其他地方進行的研究表明，這種污染與成人乃至兒童大腦中的病變有關
“大霧霾”是由于惡劣天氣和特別嚴重的污染造成的。然而，即使在今天，空氣污染也會使人患病和死亡。2016年的一項研究報告稱，空氣污染已經是目前全球第四大致人死亡的罪魁禍首。空氣污染對老年人、幼兒以及患有慢性疾病的人構成了最大的威脅。其中，哮喘(呼吸障礙)和心臟病是使人處于危險中的兩大主要條件。
但是，科學家們正在認識到，空氣污染會給任何人帶來嚴重威脅，即使你還沒有衰老或生病，即使你沒有吸入可怕的煙霧或充滿污染物的空氣。事實上，最新數據表明，即使是肉眼看不見的污染物也會危害兒童和青少年的健康。污染會改變他們的大腦功能，它會讓孩子很難集中注意力，并釋放出那些能引導身體活動的化學信使。簡而言之，它會嚴重損害年輕人的青少年的身心。
污染大腦
蒙大拿大學病理學家莉莉安·卡爾德隆·加西杜埃納斯（Lilian Calderon-Garciduenas）是一名醫生，她擅長通過觀察身體組織來診斷疾病。她尋找的是由微小污染顆粒引起的疾病，而這些顆粒往往太小，肉眼難見。科學家稱這些微小的污染顆粒為微粒。他們來自很多地方，發電廠、工廠、住宅和汽車都會排放顆粒物。森林火災也會制造這些污染物。
被吸入身體后，這些微粒就能深入肺部。你呼吸的氧氣通過薄薄的膜從肺里排出，并從那里進入血液。許多微粒足夠小，可以穿過那層膜進入血液，它們被稱為納米微粒（nanoparticulates）。無論在哪里旅行，納米微粒都會引發炎癥。血液可以把它們帶到任何地方，甚至是大腦中。
有些微粒可能以更直接的方式進入大腦。如果通過鼻子呼吸，它們可以接觸到神經，通過一種被稱為嗅球的結構將氣味信號帶給大腦。就像污染物體積太小可以讓它們通過肺膜進入血液一樣，納米微粒甚至可以進入到嗅球的神經細胞中。從那里，這些炎癥污染物可以進入大腦。
炎癥可能是一件好事，身體用它來殺死受損的細胞和有害細菌。但是大腦中的炎癥通常非常危險，它能破壞敏感細胞，引發記憶問題。
入侵大腦
卡爾德隆-加西杜埃納斯在人口近900萬的墨西哥城進行研究。每天，墨西哥城居民大約要使用350萬輛汽車。這些汽車排放的廢氣污染了空氣。卡爾德龍-加西杜埃納斯指出:“忙碌的交通是污染微粒散播的重要來源。”研究表明，生活在與交通相關空氣污染嚴重地區的老年人，更容易患上阿爾茨海默氏癥（即老年癡呆癥）。阿爾茨海默氏癥會導致一種大腦損傷，導致記憶喪失和其他思維、語言以及行為方面的問題。
阿爾茨海默氏癥的癥狀通常會在老年時出現。然而研究人員認為，這種疾病可能會在幾年甚至幾十年之前就存有征兆。卡爾德隆-加西杜埃納斯想知道，它到底可提前多少年埋下隱患。她說，這個問題的答案將來可能有助于研究人員預防這種記憶性疾病。有些患阿爾茨海默氏癥的年老狗狗身上會出現大腦異常。含蠟的蛋白質塊（也稱為斑塊，PLAKS)可能會開始影響它們的大腦。
但是15年前，卡爾德隆-加西杜埃納斯報告說，她在11個月大的幼犬大腦中發現了同樣的斑塊。這些狗始終生活在戶外，暴露在墨西哥城嚴重的空氣污染中。當時，卡爾德隆-加西杜埃納斯告訴《科學新聞》，這“確實令人感到擔憂”。然而，更讓人擔心的是，她在看似健康的墨西哥城兒童大腦中發現了同樣類型的斑塊。這些斑塊沒有引發癥狀。她之所以能找到這些空斑，是因為對那些死于車禍或其他事故的孩子進行了尸檢。
但并不是所有的孩子大腦中都有斑塊。那些住在遠郊、呼吸更清新空氣的人，沒有類似問題。空氣污染似乎可以解釋這些大腦病變。稍后，卡爾德隆-加西杜埃納斯表示，墨西哥城的青少年在記憶力和注意力方面的問題比空氣污染較少城市的同齡人高得多。她說:“我們注意到這些問題，它們似乎與嚴重的空氣污染有關。”她下一步要做的是看看這是怎么發生的，并在遺傳密碼中尋找線索。
當污染與基因相關聯時
目前，卡爾德隆-加西杜埃納斯研究了許多與生俱來的基因如何與空氣污染產生關系，從而增加記憶力下降等問題，包括阿爾茨海默氏癥。她的研究集中在一種名為APOE的基因上。這種基因提供了制造蛋白質的身體指令，并幫助處理食物中的脂肪。人們可能天生就有些稍微不同的基因版本。那些攜帶被稱為APOE 4基因的人患阿爾茨海默氏癥的風險更高。
卡爾德隆-加西杜埃納斯最近研究了攜帶這種基因的兒童和青少年。有些人住在墨西哥城，其他人生活在更環保的城鎮。在這兩組人中，墨西哥城的青少年更有可能發展出腦部斑塊。卡爾德隆-加西杜埃納斯的團隊在2016年10月份的《環境研究》中描述了這些發現。在最近的一次更新中，卡爾德隆-加西杜埃納斯等人的發現進一步支持污染與阿爾茨海默氏癥的聯系。
他們的最新數據是最令人感到不安的。研究人員觀察了203名在墨西哥城去世的人的大腦——從嬰兒(11個月大)到中年人(40歲)。在這些人的大腦中，有99.5%出現了阿爾茨海默氏癥“特征”的異常蛋白。研究人員得出結論，阿爾茨海默氏癥實際上可以在兒童早期開始出現。而在那些攜帶APOE 4基因的人群中，這種疾病的發展速度更快。
卡爾德隆-加西杜埃納斯說:“我們的研究結果表明，孩子們需要受到保護，以免受到空氣污染的影響。”大多數孩子無法控制自己住在哪里。如果他們生活在繁忙的道路上，或者在有很多汽車的城市里，他們可能很難避免空氣污染的影響。卡爾德隆-加西杜埃納斯說，這意味著遠離其他可能傷害大腦的物質更重要。這些東西包括酒精、毒品和煙草。
空氣污染與注意力不集中有關
流行病學家朱迪·薩尼爾（Jordi Sunyer）說，你可能無法看到或感覺到它，但是空氣污染每天都會有很大的變化。這樣的波動可能會導致孩子大腦功能每天產生變化。薩尼爾研究了污染物與疾病之間的聯系。他在巴塞羅那全球健康研究所（ISGlobal）協調兒童健康項目。薩尼爾指出：
“注意力是孩子學習成功的關鍵。”這是學習過程開始的第一步，容易分心的學生將很難集中注意力于信息并記住它。
薩尼爾說：“我們知道，全天有很多因素會引起注意力波動。”困倦會讓你更難集中精力做某件事，天氣太熱或太冷也是如此。薩尼爾有一種預感，空氣污染也能導致人分心。薩尼爾的團隊研究了2687名兒童。所有人都在7到10歲之間，他們都是巴塞羅那39所不同學校的學生。
每個學生每學年參加了四次計算機測試，包括許多需要集中注意力才能完成的任務。例如，讓孩子們看魚在溪流中游泳，他們被告知根據魚游的方向點擊左鍵或右鍵。薩尼爾表示：“這是個非常簡單的任務，但是當孩子們感到無聊或注意力不集中的時候，他們就會開始點擊錯誤的答案。”
研究人員還測量了孩子們接受測試時的空氣污染程度，然后他們比較了在巴塞羅那污染水平相對較高或較低時孩子們的得分。結果顯示，在某些空氣污染物比較嚴重的日子里，孩子們的得分稍微低一些。哪種類型的污染？二氧化氮和煤煙(單質碳)。兩者都可以通過交通和工業煙囪噴涌而出。
薩尼爾現在的重點是幫助巴塞羅那的學校找到降低孩子暴露在空氣污染中的方法。例如，學校可以在他們周圍創造更多的區域，禁止汽車和公交車處于閑置狀態，這意味著他們在停車的時候也要繼續保持引擎處于啟動狀態。另一個想法是：在學校周圍種植更多的樹木和綠色植物。薩尼爾解釋稱，植物可以通過它們的葉子和根吸收氣體和微粒，從而幫助清除空氣中的污染物。
空氣污染會增加應激荷爾蒙
另一個需要控制空氣污染的原因是:它能讓身體感受到更大壓力。想象下你被困在充滿煙霧的房間里的場景，你的心跳會加速。你可能立即行動起來，在幾秒鐘內打開窗戶，爬出燃燒的建筑物，以達到安全地點。身體對這種緊急情況的快速反應被稱為“或戰或逃反應”。可怕的事件（比如火災）并不是唯一能激活“或戰或逃反應”反應的事情。新的數據顯示，空氣污染也可以，它是通過荷爾蒙發揮作用的。
荷爾蒙是人體的化學信使，它們控制著許多重要的活動。應激荷爾蒙能幫助人們迅速應對危及生命的情況。當我們面對可怕的情況時，身體會增加某些荷爾蒙的分泌，比如腎上腺素(Ah-DREN-uh-lin)。中國的研究人員現在發現，呼吸被污染的空氣會引發類似的反應。
上海復旦大學的李慧珠（音譯）及其同事研究了這座城市中的55名學生。研究人員讓所有這些學生在他們的宿舍使用空氣凈化器，以幫助清除空氣中的微粒。其中半數人的空氣凈化器發揮了作用，另外半數人的空氣凈化器則被研究人員拆除了過濾器。學生們使用空氣凈化器9天后，研究人員收集了每個學生的血液和尿液樣本。結果顯示，那些空氣凈化器不起作用的人血液中應激荷爾蒙水平較高。
在緊急情況下，應激荷爾蒙和“或戰或逃反應”會有所幫助。但是，當身體過于頻繁或太長時間地大量產生荷爾蒙時，這些激素會損害心臟和血管。幸運的是，參加這次測試的學生都很健康，沒有人因為9天的污染接觸而生病。
不過，美國密歇根大學的內科醫生羅伯特·布魯克（Robert Brook）說道，他們的身體“顯然對空氣污染產生了不良反應”。
盡管布魯克沒有參與這項研究，但他可以理解空氣污染的影響。他始終在關注空氣污染對心臟的影響。布魯克擔心重復性的短期暴露在空氣污染中產生的影響可能會疊加。他說：“經過多年的接觸，這些微小的健康影響可能會導致更長期的嚴重健康影響。而經過多年的接觸，這可能會使健康的年輕人患上高血壓、糖尿病甚至心臟病、中風等危險。”
2017年8月份，復旦大學團隊在《美國心臟協會期刊》上發表了其研究成果。該報告的作者們說，未來的研究應該著眼于在家庭和建筑物中使用空氣凈化器是否有助于保護健康。他們發表的一項新研究表明，自倫敦“大霧霾”事件發生以來，我們對空氣污染的健康影響了解越來越透徹。然而，就像在許多科學領域一樣，還有很多東西需要學習。布魯克說，有一件事變得越來越清楚：每個人（甚至是健康的年輕人）都可能受到空氣污染的傷害。
本文來源：網易科學人