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空氣汙染可能導致糖尿病?偷溜進體內的 PM2.5 都做了甚麼好事

最近《空氣污染防制法》修正案三讀通過,惹來了不少爭議,而「空氣汙染」如何影響人體健康一直以來都是熱切討論的議題。圖/SD-Pictures @pixabay

最近《空氣污染防制法》修正案三讀通過,惹來了不少爭議,而「空氣汙染」如何影響人體健康一直以來都是熱切討論的議題。一般而言,我們可能覺得空氣汙染對人類健康的影響,不外乎是肺炎、氣喘或是支氣管炎這種呼吸道的疾病。

不過前陣子才發表的最新研究成果可能顛覆你的想像!就在今年六月底,美國密蘇里州聖路易華盛頓大學醫學院(Washington University School of Medicine)發表在《刺胳針行星健康(The Lancet Planetary Health)》期刊的研究就說了「PM2.5 是導致糖尿病的成因」。

糖尿病應該是因為現代人大魚大肉的飲食習慣或缺乏運動造成吧?!沒想到我們經常掛在嘴邊的「PM2.5 」居然也跟糖尿病扯上關係?PM2.5 又是怎麼導致糖尿病的?

不健康的飲食習慣常常是我們認為糖尿病的成因,沒想到「PM2.5 」居然也跟糖尿病扯上關係?讓我們來一探究竟!圖/Josh Bancroft @flickr

PM2.5 如何導致糖尿病?──引起發炎反應,使胰島素抗性上升

「PM2.5」,也叫「細懸浮微粒」,指的是「直徑小於或等於 2.5 微米的懸浮微粒(Particulate Matter, PM)」,其中 2.5 微米相當於三十分之一的頭髮直徑。這些從肺吸進體內的細懸浮微粒,因為體積非常的小,可以自由穿梭在肺的支氣管和血管壁,再透過血液循環跑到身體不同的器官,引起發炎反應,進而使得「胰島素抗性上升」。

「PM2.5」指的是「直徑小於或等於 2.5 微米的懸浮微粒,其中 2.5 微米相當於三十分之一的頭髮直徑。圖/截圖自行政院環保署認識細懸浮微粒

「胰島素抗性上升」又是甚麼意思呢?正常來說,當我們吃進米飯或全麥麵包這些含有「碳水化合物」的食物,經過消化系統分解成一個個「葡萄糖」,而胰島素就像是一把一把的鑰匙,為全身上下的細胞打開「葡萄糖通道」,好讓每個細胞都可以好好利用葡萄糖養分,同時也可以降低在血液中的葡萄糖濃度,也就是「降血糖」。

但是當細胞沒辦法正常的被胰島素這把鑰匙打開通道,也就是「細胞對胰島素抗性上升」,此時葡萄糖沒辦法進入細胞而存留於血液之中,讓分泌胰島素的胰臟誤以為「鑰匙不夠」,而「製造更多鑰匙」,也就是「胰島素分泌增加」。胰臟過度操勞的結果反而讓自己漸漸失去製造胰島素的能力,使得血液中的葡萄糖維持高濃度,這也就是「第二型糖尿病」的由來了!

這是細胞剖面圖,細胞外面咖啡色一圈是細胞膜。胰島素(黃色球球)就像鑰匙,接上細胞之後打開「葡萄糖通道」(藍色通道),讓細胞可以利用葡萄糖(白色球球)。但是當細胞對胰島素沒反應了(哭),也就是「細胞對胰島素抗性上升」,就可能導致糖尿病發生。圖/giphy

近年三個「空氣汙染與糖尿病」研究

了解了空氣中的汙染源怎麼導致第二型糖尿病,讓我們回過頭來看看這篇華盛頓大學醫學院「PM2.5 是導致糖尿病的成因」的新研究!

研究團隊蒐集將近 173 萬名沒有糖尿病史的退伍軍人健康數據,追蹤中位數 8.5 年的時間,再整合美國環境保護局(Environmental Protection Agency)和美國國家航空暨太空總署(NASA)的空氣數據,設計出模型來預估空氣汙染物與糖尿病的關聯性。

而研究結果發現,若是暴露在每立方公尺 5~10 微克細懸浮微粒,就有 21% 的機率可能導致糖尿病;而暴露在在每立方公尺 11.9~13.6 微克細懸浮微粒,也有 24% 的可能。雖然 3% 似乎看起來很微小,但這代表著每十萬人就多了五六千新的糖尿病案例。

空氣汙染是導致糖尿病的成因。圖/截圖自華盛頓大學醫學院新聞網頁

不只是今年六月底的研究說明空氣汙染與糖尿病的關聯,其實從二十世紀末就開始有些零星的研究指出空氣污染可能跟肥胖以及糖尿病有關。2014 年瑞士的研究結果顯示 PM10 每增加 10 µg/m3,糖尿病的患病率會增加 40%,而 NO2每增加 10 µg/m3,糖尿病的患病率則會增加 19%。

另外,在 2017 年發表在 Diabetes 的這篇論文也在青少年身上發現空氣汙染可能是糖尿病成因。研究團隊追蹤了 314 名 8 至 15 歲,住在洛杉磯的拉丁裔青少年的健康狀況,平均追蹤了 3.4 年的時間。研究結果發現長時間的空氣污染暴露,導致這群青少年的胰島素分泌增加,以及胰島素抗性上升等問題,造成得糖尿病的機率增加。

2017 年發表在 Diabetes 的論文也在青少年身上發現空氣汙染可能是糖尿病成因。圖/截圖自南加州大學新聞網頁

當這群青少年到了 18 歲,再度進入實驗室做 12 小時不進食的空腹胰島素檢測,他們血液中的胰島素含量比正常情況多出近 27%,代表這群青少年「胰島素分泌增加」;另外糖耐力測試的結果也發現這群青少年血液的胰島素含量比一般狀況多出 36%,表示他們有「胰島素抗性上升」的情形出現。

在台灣的我們,該怎麼看待這個研究成果?

前面列舉出的研究,其研究對象是以瑞士人及美國人為主,那在台灣的我們可以怎麼解讀這些研究成果?

華盛頓大學醫學院研究團隊的通訊作者 Ziyad Al-Aly 表示:「即使許多業者認為目前的空汙規定太嚴苛,但研究證據顯示現行美國環境保護局和世界衛生組織提出的空氣汙染安全標準還不夠嚴格。」

其中美國環境保護局的空汙安全標準是「每立方公尺 12 微克細懸浮微粒」,而臺灣行政院環境保護署的標準是「每立方公尺 15.4 微克細懸浮微粒」。雖然單從數據來看,目前臺灣的標準較美國更為寬鬆,但也不用立馬認為在臺灣的我們就一定很容易得到糖尿病。

「空氣汙染會不會造成糖尿病」這件事可能還需要更多的研究結果來證明,也有許多不可預測的變因可能影響著研究結果,像是 PM2.5 的汙染來源差異(是汽機車或是工廠排放)或不同國家的飲食與運動習慣差異都可能影響國民得第二型糖尿病的機率。在越來越多與空氣汙染及人體健康有關的研究成果發表之前,還是記得每天看看當天的空氣品質,再決定當天要在哪裡活動吧!

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關於作者

旻諭

PanSci 實習編輯,主修生科,喜歡認知神經科學。
跳槽科學教育之前,先來水深火熱的泛科磨練磨練。