儿童时期接触废气与 24 岁时胰岛素抵抗有关

胰岛素抵抗是2型糖尿病和心血管并发症的关键先兆。在过去二十年中，它在青少年和青年人群中的发现日益增多。传统上，预防的重点是营养、体重和身体活动。然而，越来越多的证据表明，城市空气，尤其是交通污染物（TRAP），从儿童时期开始，就独立地促进了代谢紊乱的发生。

为什么会产生排放和氮氧化物？

氮氧化物（NO和NO₂，统称NOx）是道路交通的特征性标志物。它们与其他尾气成分（超细颗粒物、有机物和亚硝化化合物）相互关联，用于评估与排放源的距离。从生物学角度来看，NOx及其相关杂质会引发全身性低水平炎症和氧化应激，破坏内皮细胞、线粒体和脂肪组织的功能，增加肝脏脂毒性和组织对胰岛素的抵抗。早期、宫内和儿童期的暴露恰逢代谢和免疫系统发育的关键时期，这使得这些系统可能特别容易受到NOx的影响。

已知的情况

• 居住在靠近高速公路或 TRAP 负荷较高地区的儿童在学龄时更容易超重且 BMI 较高。
• 在青少年时期，空气污染与 HOMA-IR 升高、血脂异常和 HbA1c 水平升高有关。
• 多项研究表明，TRAP → 糖尿病/胰岛素抵抗关联部分由腹部脂肪和总体重介导 - 但介导的确切比例和时间顺序仍不清楚。

加州一项纵向研究纳入了282名受试者，从其母亲怀孕期间一直追踪到他们24岁，结果表明，儿童时期接触氮氧化物（NOx）尾气较多与成年期胰岛素抵抗增加相关。其中近42%的关联与体重变化轨迹相关：13岁时BMI较高，此后体重增长更快。该研究发表于《美国医学会杂志网络公开版》（JAMA Network Open）。

为什么这很重要？

• 胰岛素抵抗是2型糖尿病的前兆。它正变得越来越“年轻”，在青少年和年轻人中越来越常见。
• 交通污染物（TRAP：汽车尾气中的气体和颗粒混合物）与糖尿病风险有关，但这种风险是通过直接影响新陈代谢还是通过体重增加来介导的尚不清楚。
• 这项新研究首次真正区分了时间段：首先是空气污染（从怀孕到 13 岁），然后是 BMI 轨迹（13-24 岁），然后才是 24 岁时的代谢分析。

是如何研究的？

• 队列：著名儿童健康研究（南加州）的Meta-Air2子样本。参与者于幼儿园/一年级招募，并定期随访。
• 暴露：对于每个儿童，从怀孕到 13 岁，每月重建家附近交通 NOx 的平均浓度（模型 CALINE4）；此外，计算 300 米半径范围内的交通密度。
• 体重：13、15 和 24 岁时的客观测量结果→据此构建：
  • 13岁时的BMI（起点），
  • 13至24岁期间BMI的增长率。
• 代谢结果（24岁）：
  • HOMA-IR（空腹血糖和胰岛素抵抗指数），
  • HbA1c（糖化血红蛋白）。
• 统计数据：序贯中介模型（PROCESS，模型 6）根据年龄、性别、种族/民族、吸烟、父母教育、糖尿病家族史进行了调整。

主要结果（用通俗易懂的语言表达的数字）

• 儿童时期 NOx 暴露量每增加 1 个标准差（≈18.7 ppb）都与以下情况相关：
  • 13岁时BMI增加0.71（95%CI:0.29-1.13），
  • 24 岁时 HOMA-IR +0.55（95% CI：0.23-0.87）。
• 通过体重进行中介：13 岁时的 BMI + 13 岁至 24 岁时的 BMI 加速增长解释了总 NOx → 胰岛素抵抗关联的 41.8%（β 间接路径 0.23；95% 自举 CI 0.01–0.52）。
• 尽管更为温和，但 HbA1c 也获得了类似的信号：NOx 每增加 1 个标准差，HbA1c 就会增加 +0.08 个百分点。
• 儿童时期 NOx 暴露极端四分位数比较：
  • 13岁时的BMI：21.9 vs. 20.0，
  • 24岁时的BMI：28.4 vs. 25.1，
  • HOMA-IR：2.8 vs 1.4，
  • 糖化血红蛋白 (HbA1c)：5.5% vs 5.2%。
    调整后差异仍然显著。
• 从性别来看，BMI 的中介作用在女孩中具有统计学意义；在男孩中，趋势相似，但效力可能不足

这是什么意思（以及为什么会这样）

• 童年疲惫 → 更高的BMI → 胰岛素抵抗。吸入TRAP引起的炎症会改变脂肪组织和肝脏的功能，改变脂质和碳水化合物的代谢，增加内脏脂肪——所有这些都会降低细胞对胰岛素的反应。
• 同时，不通过身体质量的直接成分（≈总连接的58％）也被保留：例如对线粒体、内皮、全身炎症的影响。

限制

• 观察设计：这些是关联，而不是已证实的因果关系。
• 样本量（n=282）限制了细粒度的亚组分析。
• 群体：南加州城市；需要确认对其他地区的普遍性。
• 对于完全滑动的中介模型来说，15 至 24 年之间没有足够的中间数据。

实际结论——现在可以做什么

对于家庭和学校

• 如果可能的话，选择远离高速公路的步行/上学路线和时间（即使距离 +100-200 米也会显著降低 TRAP）。
• 通风 - 明智：交通最少时打开窗户；高峰时段保持窗户关闭，尤其是靠近道路的一楼。
• 室内过滤器（HEPA/碳）：减少室内的颗粒物和一些气体。
• 饮食、营养、运动：独立的“安全网”——充足的活动、蔬菜/水果/全谷物、尽量少喝含糖饮料；规律睡眠。这些措施可以降低体重增加的风险——而体重是胰岛素抵抗的很大一部分途径。

对于城市和政治

• 绿色缓冲区、噪音保护、高速公路和学校/幼儿园之间的“生活带”。
• 清洁交通（电动/混合动力、公共交通、自行车和步行基础设施）和低排放区。
• 布局：不要将儿童设施放置在高速公路的第一排。

对于医生和医疗服务

• 在高TRAP地区，加强青少年体重/代谢筛查：监测BMI轨迹，并在需要时实施早期行为干预。
• 在家庭对话中，直接讨论环境的作用：这可以减少耻辱感并提高援助的有效性。

结论

这项研究为“尾气排放→代谢风险”的链条增添了一个重要环节：童年时期的尾气排放早在13岁时就推高了BMI，而体重的加速增长又会“承担”我们20多岁时出现胰岛素抵抗的风险。因此，保护儿童免受交通污染和保持健康体重并非两个相互竞争的优先事项，而是同一解决方案的两个方面。