健康护脑:深度解析帕金森危险因素之三氯乙烯(TCE)
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2024-01-13
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这篇文章继续探讨帕金森病(PD)以及与之相关的一种叫做三氯乙烯(TCE)的化学物质的知识。帕金森病是一种神经系统疾病,它会导致肌肉僵硬、震颤和运动障碍等症状。而TCE是一种常见的溶剂,具有多种工业、商业、军事和医疗应用。
首先,让我们来了解一下TCE的基本信息。TCE的化学结构是一个由六个原子组成的简单分子,包括两个碳、一个氢和三个氯。这是一种无色透明、挥发性、不易燃烧且环境中不易分解的溶剂。
TCE首次在实验室中合成是在1864年,并于1920年代开始商业生产。由于其独特的性质,TCE在生产其他氯化合物(例如制冷剂)、清洁电子设备以及去油除污民用和军用发动机零件等领域有着无数的应用。此外,因为它很容易挥发且不会缩水织物,所以从上世纪30年代开始,TCE还被用于干洗衣物。与之密切相关的一种化学物质叫做四氯乙烯(PCE),它在上世纪50年代在干洗业中大量取代了TCE。在缺氧条件下,PCE通常会转化成TCE,它们的毒性可能相似。
TCE不仅在工业中使用,还存在于许多消费品中,包括打字机更正液、油漆去除剂和地毯清洁剂。直到上世纪70年代,它还被用于脱咖啡因的过程中。此外,TCE曾经是一种吸入麻醉剂,但在1977年被美国食品和药物管理局禁止使用。
然而,最近的研究表明,TCE可能与帕金森病有关。早在1969年,就有研究报告显示,长期接触TCE的人可能患有帕金森病或帕金森症状。例如,一项研究发现,工作了30多年与TCE接触的59岁男性患有帕金森症状。另一项研究报告了一位37岁女性,她在清洁房屋和从事塑料工业工作时都接触到了TCE,并在之后被诊断出患有帕金森病。还有一项研究指出,在30名工厂工人中,有三人在长期使用TCE来去油和清洁金属零件后患上了帕金森病。而离TCE来源较远的27名工人中,有14名表现出明显的帕金森症状。此外,研究还发现,与TCE接触的人在与未接触者相比,患帕金森病的风险增加了500%。
这些研究还发现,从TCE接触到帕金森病诊断需要10到40年的时间。TCE和PCE可能通过一种共同的代谢物介导其毒性作用。由于它们亲脂性较强,TCE和PCE能够迅速分布到大脑和身体组织,并似乎在高剂量下导致线粒体功能障碍。这可能部分解释了它们与帕金森病的关联,因为多巴胺能神经元对线粒体神经毒性物质(如MPTP/MPP+、百草枯和罗丹明)敏感。事实上,在动物研究中,TCE处理导致多巴胺能神经元的选择性丧失。此外,暴露于200-1000毫克/千克TCE的大鼠的黑质中观察到了与帕金森病相关的神经病理学,如神经炎症和α-突触核蛋白的磷酸化和积累。虽然TCE引发神经退行性的代谢物或机制尚不清楚,但高剂量(400-1000毫克/千克)的临床前研究显示,在接触TCE的啮齿动物的中脑中,线粒体复合I活性失调。
除了环境因素的综合作用外,临床前研究还表明,遗传风险因素可能在TCE引发的神经退行性中发挥作用。例如,在2021年的一项研究中,对大鼠进行了长期、系统性的200毫克/千克TCE暴露后,发现在3周后,TCE在大鼠的纹状体和黑质中提高了LRRK2(富含亮氨酸重复激酶2)的激酶活性,而在6周后才出现了多巴胺能神经元的丧失。遗传性LRRK2的变异与家族性和散发性帕金森病有关,其中最常见的是G2019S突变,这种变异导致了LRRK2激酶活性的异常上调,进而导致囊泡运输、内溶酶体功能和氧化应激的失调。然而,尽管LRRK2激酶活性升高引起的细胞功能障碍,但携带LRRK2 G2019S突变的人只有大约50%的帕金森病风险增加。
遗传风险因素的不完全渗透性表明,可能存在基因与环境相互作用,可以解释为什么只有一些暴露于TCE的个体会患上帕金森病,以及为什么那些具有帕金森病相关遗传易感性的人可能表现出不同程度的患病风险。
总的来说,尽管我们仍需深入研究三氯乙烯与帕金森病之间的关系,但现有的证据表明,长期接触TCE可能增加患上帕金森病的风险。这一发现强调了我们对有害化学物质和其潜在健康影响的不断关注和研究的重要性。谢谢大家的聆听。
参考文献
Dorsey ER, Zafar M, Lettenberger SE, Pawlik ME, Kinel D, Frissen M, Schneider RB, Kieburtz K, Tanner CM, De Miranda BR, Goldman SM, Bloem BR. Trichloroethylene: An Invisible Cause of Parkinson's Disease? J Parkinsons Dis. 2023;13(2):203-218. doi: 10.3233/JPD-225047. PMID: 36938742; PMCID: PMC10041423.
Goldman SM, Quinlan PJ, Ross GW, Marras C, Meng C, Bhudhikanok GS, Comyns K, Korell M, Chade AR, Kasten M, Priestley B, Chou KL, Fernandez HH, Cambi F, Langston JW, Tanner CM. Solvent exposures and Parkinson disease risk in twins. Ann Neurol. 2012 Jun;71(6):776-84. doi: 10.1002/ana.22629. Epub 2011 Nov 14. PMID: 22083847; PMCID: PMC3366287.
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这篇文章继续探讨帕金森病(PD)以及与之相关的一种叫做三氯乙烯(TCE)的化学物质的知识。帕金森病是一种神经系统疾病,它会导致肌肉僵硬、震颤和运动障碍等症状。而TCE是一种常见的溶剂,具有多种工业、商业、军事和医疗应用。
首先,让我们来了解一下TCE的基本信息。TCE的化学结构是一个由六个原子组成的简单分子,包括两个碳、一个氢和三个氯。这是一种无色透明、挥发性、不易燃烧且环境中不易分解的溶剂。
TCE首次在实验室中合成是在1864年,并于1920年代开始商业生产。由于其独特的性质,TCE在生产其他氯化合物(例如制冷剂)、清洁电子设备以及去油除污民用和军用发动机零件等领域有着无数的应用。此外,因为它很容易挥发且不会缩水织物,所以从上世纪30年代开始,TCE还被用于干洗衣物。与之密切相关的一种化学物质叫做四氯乙烯(PCE),它在上世纪50年代在干洗业中大量取代了TCE。在缺氧条件下,PCE通常会转化成TCE,它们的毒性可能相似。
TCE不仅在工业中使用,还存在于许多消费品中,包括打字机更正液、油漆去除剂和地毯清洁剂。直到上世纪70年代,它还被用于脱咖啡因的过程中。此外,TCE曾经是一种吸入麻醉剂,但在1977年被美国食品和药物管理局禁止使用。
然而,最近的研究表明,TCE可能与帕金森病有关。早在1969年,就有研究报告显示,长期接触TCE的人可能患有帕金森病或帕金森症状。例如,一项研究发现,工作了30多年与TCE接触的59岁男性患有帕金森症状。另一项研究报告了一位37岁女性,她在清洁房屋和从事塑料工业工作时都接触到了TCE,并在之后被诊断出患有帕金森病。还有一项研究指出,在30名工厂工人中,有三人在长期使用TCE来去油和清洁金属零件后患上了帕金森病。而离TCE来源较远的27名工人中,有14名表现出明显的帕金森症状。此外,研究还发现,与TCE接触的人在与未接触者相比,患帕金森病的风险增加了500%。
这些研究还发现,从TCE接触到帕金森病诊断需要10到40年的时间。TCE和PCE可能通过一种共同的代谢物介导其毒性作用。由于它们亲脂性较强,TCE和PCE能够迅速分布到大脑和身体组织,并似乎在高剂量下导致线粒体功能障碍。这可能部分解释了它们与帕金森病的关联,因为多巴胺能神经元对线粒体神经毒性物质(如MPTP/MPP+、百草枯和罗丹明)敏感。事实上,在动物研究中,TCE处理导致多巴胺能神经元的选择性丧失。此外,暴露于200-1000毫克/千克TCE的大鼠的黑质中观察到了与帕金森病相关的神经病理学,如神经炎症和α-突触核蛋白的磷酸化和积累。虽然TCE引发神经退行性的代谢物或机制尚不清楚,但高剂量(400-1000毫克/千克)的临床前研究显示,在接触TCE的啮齿动物的中脑中,线粒体复合I活性失调。
除了环境因素的综合作用外,临床前研究还表明,遗传风险因素可能在TCE引发的神经退行性中发挥作用。例如,在2021年的一项研究中,对大鼠进行了长期、系统性的200毫克/千克TCE暴露后,发现在3周后,TCE在大鼠的纹状体和黑质中提高了LRRK2(富含亮氨酸重复激酶2)的激酶活性,而在6周后才出现了多巴胺能神经元的丧失。遗传性LRRK2的变异与家族性和散发性帕金森病有关,其中最常见的是G2019S突变,这种变异导致了LRRK2激酶活性的异常上调,进而导致囊泡运输、内溶酶体功能和氧化应激的失调。然而,尽管LRRK2激酶活性升高引起的细胞功能障碍,但携带LRRK2 G2019S突变的人只有大约50%的帕金森病风险增加。
遗传风险因素的不完全渗透性表明,可能存在基因与环境相互作用,可以解释为什么只有一些暴露于TCE的个体会患上帕金森病,以及为什么那些具有帕金森病相关遗传易感性的人可能表现出不同程度的患病风险。
总的来说,尽管我们仍需深入研究三氯乙烯与帕金森病之间的关系,但现有的证据表明,长期接触TCE可能增加患上帕金森病的风险。这一发现强调了我们对有害化学物质和其潜在健康影响的不断关注和研究的重要性。谢谢大家的聆听。
参考文献
Dorsey ER, Zafar M, Lettenberger SE, Pawlik ME, Kinel D, Frissen M, Schneider RB, Kieburtz K, Tanner CM, De Miranda BR, Goldman SM, Bloem BR. Trichloroethylene: An Invisible Cause of Parkinson's Disease? J Parkinsons Dis. 2023;13(2):203-218. doi: 10.3233/JPD-225047. PMID: 36938742; PMCID: PMC10041423.
Goldman SM, Quinlan PJ, Ross GW, Marras C, Meng C, Bhudhikanok GS, Comyns K, Korell M, Chade AR, Kasten M, Priestley B, Chou KL, Fernandez HH, Cambi F, Langston JW, Tanner CM. Solvent exposures and Parkinson disease risk in twins. Ann Neurol. 2012 Jun;71(6):776-84. doi: 10.1002/ana.22629. Epub 2011 Nov 14. PMID: 22083847; PMCID: PMC3366287.
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