北京大学邓芙蓉团队EST｜睡眠期间降低室内颗粒物暴露有益于认知健康

越来越多的证据表明，空气颗粒物（PM）污染可能对认知健康产生不利影响。人的一生中超过80%的时间在室内度过，睡眠作为室内的主要活动之一，占据人一生约三分之一的时间。良好的睡眠质量对于大脑修复和维持正常认知功能至关重要。然而，睡眠期间室内PM短期暴露对认知健康的影响如何？降低睡眠期间室内PM暴露水平能否带来认知改善？其作用机制如何？目前均不清楚。

近日，北京大学公共卫生学院邓芙蓉教授团队在 Environmental Science & Technology 期刊上在线发表了题为“ Cognitive Benefits of Reducing Indoor Particulate Matter Exposure During Sleep: New Evidence from a Randomized, Double-blind Crossover Trial ”的研究论文（DOI: 10.1021/acs.est.4c07326）。 该研究旨在探讨睡眠期间室内PM短期暴露对认知功能的影响，阐释降低睡眠期间PM暴露在改善睡眠和认知健康中的作用及其基于神经递质代谢的潜在生物学机制。

来源： Environmental Science & Technology

该研究采用随机双盲交叉研究设计（图1），以80名健康大学生为对象，分别在其宿舍内使用真/假空气净化器的干预措施，降低室内PM暴露。研究期间，实时监测不同粒径的PM及其他多个室内环境暴露因素，同时对研究对象的睡眠健康进行连续监测，每个干预期结束后采集清晨空腹静脉血以进行神经递质相关代谢物的定量检测，并从多个维度对认知功能进行评估。采用线性混合效应模型分析睡眠期间PM暴露与睡眠和认知健康之间的关联以及净化器干预的健康收益。

▲图1 研究设计图

研究发现，睡眠期间的室内PM暴露（特别是PM ₁ 和PM _2.5 ）与短期和延迟记忆、执行功能及整体认知等多个维度的认知功能下降显著相关（图2）。

▲图2 睡眠期间不同粒径的PM、BC与不同认知维度z-评分之间的关联分析

[注] BC为黑炭。

来源： Environmental Science & Technology

降低室内PM水平显著改善了多个维度的认知功能，整体认知功能的z-评分升高了0.21（95% CI：0.05～0.36）（表1）。基于时间活动模式的分析发现，该认知获益主要归因于睡眠期间室内PM暴露水平的下降。

▲表1 真/假空气净化器干预期间研究对象的认知z-评分比较

来源： Environmental Science & Technology

降低室内PM水平同样改善了睡眠健康，其中睡眠血氧饱和度（SpO ₂ ）相关指标改善最为明显（表2）。中介分析表明，睡眠血氧饱和度的改善可能是室内PM下降改善认知功能的重要机制之一。

▲表2 真/假空气净化器干预期间研究对象的睡眠健康指标比较

来源： Environmental Science & Technology

神经递质相关的代谢物在降低室内PM后发生显著变化，其中左旋多巴（LDOPA）和组胺（Hist）是两个改变最为明显的代谢物（图3）。分析发现，多巴胺代谢和组胺酸代谢与认知功能和睡眠血氧饱和度的改变显著相关，提示它们可能是睡眠期间室内PM暴露影响认知功能的关键代谢通路。

▲图3  降低室内PM暴露水平对血清中神经递质相关代谢物的影响

[注] （A）偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）得分图； （B）差异代谢物的重要性得分图； （C）差异代谢物火山图； （D）LDOPA和Hist在真/假空气净化干预期间的分布比较。

来源： Environmental Science & Technology

值得注意的是，即使当睡眠期间室内PM _2.5 浓度低于世界卫生组织（WHO）的全球空气质量指南（AQG）指导值（24 h平均浓度15 μ g·m ^-3 ），进一步降低PM水平依然能够显著改善睡眠血氧饱和度和神经递质代谢（图4）。

▲图4 睡眠期间室内PM _2.5 浓度未超过或超过WHO的AQG指导值时 ，室内空气净化干预相关的 （A）认知z-评分、（B）睡眠血氧饱和度和（C）神经递质代谢的变化

来源： Environmental Science & Technology

该研究 首次报道了睡眠期间室内PM短期暴露对健康成年人认知健康的不良影响，证实降低睡眠期间PM的暴露水平可以通过改善睡眠血氧饱和度和神经递质代谢带来认知健康收益，并发现即使室内PM水平低于WHO的全球空气质量指导值，进一步降低PM仍能改善睡眠及认知健康。

上述发现强调了改善睡眠环境空气质量以维护认知健康的重要性。该研究提出了一种实用、简便、易于实施的个体化干预策略，以应对空气PM污染可能带来的认知影响。

编辑 | 易  迪

审阅 | 陈  姣