产妇胎盘发现空气污染黑炭颗粒,或对胎儿健康构成严重威胁

生物医学
产妇胎盘发现空气污染黑炭颗粒,或对胎儿健康构成严重威胁
麻省理工科技评论 2019-09-27

2019-09-27

早在胎儿时期,空气污染物经孕妇吸入后就已经开始摧残我们的身体了。
怀孕 健康 空气污染
早在胎儿时期,空气污染物经孕妇吸入后就已经开始摧残我们的身体了。

工厂废气、汽车尾气、油烟等排入空气的污染物对人类健康带来严重威胁。据悉,全球每年约有 420 万人的死亡与室外空气污染有关,此外,由污染性燃料、烹饪等造成的室内污染可造成全球 380 万人死亡。可谁知,可能早在胎儿时期,空气污染物经孕妇吸入后就已经开始摧残我们的身体了。

在 Nature Communications 近日发表的一项研究中,研究人员使用双光子飞秒脉冲激光照射这一技术,在 28 位产妇的胎盘上发现了一种类似黑炭的颗粒污染物,这些颗粒污染物堆积在了最靠近胎儿的胎盘一侧,临近脐带的位置。

这也就是说,孕妇体内的胎盘屏障对颗粒污染物来说,是可以穿透的。

产妇胎盘发现空气污染黑炭颗粒,或对胎儿健康构成严重威胁

(来源:Nature Communications)

此外,他们还分析了居住在高黑炭暴露区的 10 名非吸烟产妇和低黑炭暴露区的 10 名非吸烟产妇,发现污染越严重的区域,产妇胎盘中黑炭颗粒污染物越多。

该研究的通讯作者、哈瑟尔特环境与公共卫生专家 Tim Nawrot 说,“最靠近胎儿的胎盘一侧发现的颗粒污染物可能会通过脐带送至胎儿体内,鉴于胎儿的器官尚未发育完全,这些空气污染颗粒物有可能对胎儿健康构成威胁。接下来将开展进一步的研究,以确定这些颗粒污染物能否进入胎儿体内。”

黑炭颗粒转移学说

早在 1980 年,南安普敦大学临床流行病学教授 David Barker 发现,低出生体重的人较常人易患冠心病、高血压、中风和糖尿病。经研究后于 1995 年提出了“成人疾病起源于婴儿(Fetal origins of adult disease,FOAD)的假说,也就是著名的巴克假说。

该假说认为,成年人患病的病因可能要追溯到胎儿时期,由于子宫环境暴露而对胎儿产生了一些不利影响。目前已有大量的研究认为怀孕时室外空气污染(如燃烧相关的 PM,包括黑炭颗粒)与出生结局不良(如低出生体重、早产、宫内生长受限)有关。

黑炭作为化石燃料燃烧的产物,每天都会排放到空气中,然而,黑炭颗粒污染物是如何影响胎儿发育的,其中机制仍不清楚。

产妇胎盘发现空气污染黑炭颗粒,或对胎儿健康构成严重威胁

(来源:pixabay)

去年,巴黎欧洲呼吸学会国际大会上发布了一项来自英国的小型研究报告指出,在来自污染严重的英国伦敦地区的 5 名孕妇子宫中发现了炭颗粒,平均每个胎盘含有约 5 平方微米的炭颗粒。既往研究证实,人体在吸入污染空气后,黑炭颗粒污染物不仅仅存在于肺部,也会移位至大脑额叶皮层,甚至在健康儿童的尿液中也有所发现。于是科学家便提出了颗粒污染物可直接转移,影响胎儿的可能机制。

胎盘作为孕妇子宫内的重要器官,附着在子宫壁上,并通过脐带与胎儿相连。母亲的血液中的氧气、葡萄糖和其他营养物质可通过胎盘输入胎儿体内,同时,胎盘也是一道天然屏障,清除母体中对胎儿有害的废物。尽管如此,仍有一些有害物质可穿过胎盘影响胎儿,如酒精等,而空气污染中的颗粒能否穿过胎盘屏障仍不得而知。

科学家此前在人离体实验中证实直径小于 240nm 的聚苯乙烯颗粒能够穿过胎盘,甚至到达胎儿血流中,此外在怀孕兔子的胎盘滋养细胞中发现了柴油纳米颗粒,但人体试验也是如此么?

产妇胎盘上发现黑炭颗粒

研究人员收集了 28 名在比利时亨克的东林堡医院分娩的非吸烟产妇,包括 5 个早产儿和 23 个足月儿,并在产妇分娩十分钟内收集了她们的胎盘,每个胎盘进行 5 次活检,其中 4 次在胎儿侧,1 次在孕妇侧。接着使用双光子飞秒脉冲激光照射来检测胎盘上的黑炭颗粒的存在和位置,并对黑炭颗粒进行计数。

结果发现在胎盘的胎儿侧检出了黑炭颗粒产生的白光,同时发现,这些黑炭颗粒是嵌入胎盘组织中的,而非来自外部污染。因此,证实了空气污染中的黑炭颗粒确实可以通过胎盘组织转运。

产妇胎盘发现空气污染黑炭颗粒,或对胎儿健康构成严重威胁

图 | 黑炭颗粒存在于人胎盘胎儿侧的证据,右边方框显示了胎盘组织中高倍镜下的黑炭颗粒(来源:Nature Communications)

那么,产妇在怀孕期间住宅黑炭暴露量与其胎盘上的黑炭积累量是什么关系呢?

研究人员分别筛选了怀孕期间居住地黑炭高暴露的 10 名产妇(即居住在靠主要道路 ≤500m,且怀孕期黑炭暴露量 ≥1.70 µg /m³)和居住地黑炭低暴露(居住在靠主要道路 >500m,且怀孕期黑炭暴露量 ≤0.96 µg /m³)的 10 名产妇,并测到这些产妇胎盘中均存在黑炭颗粒,且产妇怀孕期间黑炭暴露量越高,其胎盘黑炭颗粒负荷越多,呈正相关(Pearson 相关:r = 0.55;P = 0.012)。

此外,研究人员还在自发性早产的 5 个胎盘中检测到了黑炭颗粒。这就是说,在怀孕早期,生命最开始的阶段,胎盘组织已经存在黑炭颗粒,而此时胎儿最易被有毒化合物伤害。

“虽然这项研究并不能证明这些颗粒污染物可穿过胎盘抵达胎儿体内,也不能解释其对人体疾病的影响,但是,仅在胎盘处发现这些颗粒污染物就意义重大,接下来的问题是,胎盘处究竟累计多少颗粒污染物才会对健康造成损害”,匹兹堡大学医学中心 Yoel Sadovsky 博士表示。

鉴于目前并未有证据表明颗粒污染物经孕妇肺部吸入后会进入血液系统,因此颗粒污染物如何转移至胎盘也将进一步研究。

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