شایع‌ترین خطر ژنتیکی بیماری آلزایمر بر‌پایه‌ی تغییرات شناخت، حس بویایی و شاخص‌های متابولیک مغزی درکودکان و نوجوانان سالم شهری از اثرات زیان‌بار آلل ژن 4‌ε  آپولیپوپروتئین(APOE) می‌باشد.

در کلان شهرها کودکان در تمام عمر درمعرض غلظت‌هایی از آلاینده‌های هوا قرارمی‌گیرند که میزان آن بالاتر از استانداردهای سلامت هوا در آمریکا بوده و شامل ذرات ریزPM 2.5 نیز می‌شود.

کلان شهر مکزیکوسیتی نمونه‌ای است از رشد شهری بسیار زیاد، آلودگی زیست‌‌محیطی شدید و ۸ میلیون کودک که از زمان تولد به‌صورت ناخواسته همه‌روزه درمـعرض غلظت‌های زیــان‌بار ذرات ریز (PM 2.5) قرار‌ می‌گیرند.

این پژوهش با استفاده از معیارهای هوشی Wechsler برای کودکان (WISC-R) و تست تشخیص بویایی دانشگاه پنسیلوانیا روی پاسخ های بویایی و شناختی  کودکان و نوجوانان تمرکز کرده است. محققان سه متابولیت مغزی مهم را در هیپوکامپ، پل مغزی و ماده سفید لوب‌های پیشانی و آهیانه‌ای، با استفاده از اسپکتروسکوپی رزونانس مغناطیسی پروتون(PMRS) اندازه‌گیری کردند.

افراد حامل ژن APOE ε‌4‌‌‌ در‌مقابل کودکان ‌3‌ε‌، نسبت متـابولیت NAA/Cr پایین‌تری در ماده‌ی سفید لوب‌پیشانی نیمکره‌ی راست داشتند و کاهش چشمگیری در توجه (دقت) و حافظه‌ی کوتاه‌مدت نشان دادند. یافته‌های نگران‌کننده‌ی این بررسی، در معیارهای کلامی و کلی بهره‌ی هوشی(IQ) در حامل‌های این ژن مرتبط با خطر آلزایمر در مکزیکوسیتی پایین‌تر از متوسط (یعنی کمتر‌ از ۱۰ امتیاز) بود. کودکان دارای ژن ‌APOE ε‌4‌‌‌‌،در تشیخص مشکل داشتند و بیشتر آنها در مقابل افراد حامل ‌3‌ε‌ موفق به تشخیص بوی صابون نشدند.  

این یافته‌ها به‌طور جالب‌توجهی با نسبت mI/Cr هیپوکامپ چپ که اهمیت کلیدی در مبتلایان به آلزایمر دارد، همبستگی شدید داشتند.

احتمالاً ژن APOE‌ ε‌4‌‌‌ ، در پاسخ کودکان مکزیکوسیتی به آلودگی هوا نقش مهمی دارد. این امر در سلامت و آموزش از اهمیت بالایی برخوردار است. به‌گفته‌ی دکتر  Lilian C.-Garcidue، پژوهشگر مرکز علوم اعصاب دانشـــگاه مانتــانا و دکتر Amedeo D›Angiulli از دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه کارلتون: «ازآنجا‌که کودکان مکزیکوسیتی به‌طور عمده در مدارس دولتی درس می‌خوانند (که کمکی به توسعه‌ی مهارت عملکردهای اجرایی و زیرساخت ذخایر شناختی کودکان نمی‌کنند)، بیش‌از ۱۰نمره اختلاف IQ با سایر کودکان دارند که احتمالاً بر یادگیری مسائل اجتماعی و علمی و بروز قلدری و بزهکاری در این نوجوانان اثرات منفی دارد».

دکتر کالدرون می‌افزاید؛ این نتایج به داده‌های در حال افزایش موجود افزوده شده و نشان  می‌دهنـد که اگر افراد حامل ژن APOE‌ ε‌4‌‌‌ در یک محیط شهری آلوده ساکن شوند، خطر ایجاد بیماری آلزایمر در آنها بیشتر می‌شود.

این محققان اینگونه استدلال می‌نمایند که قرارگیری مداوم درمعرض آلودگی هوای شهری به مشکلات شناختی و تغییرات متابولیک مغزی که منعکس‌کننده‌ی تغییرات گلیال و نورونی است منجر می‌شود. ترکیب سکونت در شهرهای بسیار آلوده و وجود ژن APOE‌ ε‌4‌‌‌ به تسریع تغییرات تحلیل برنده عصبی ‌(neurodegenerative) می‌انجامد. آلودگی هوا یک مشکل جدی سلامت محسوب شده و قرارگیری در‌معرض غلظت‌های بالای آلاینده‌های هوا (در مرز استاندارد‌های جاری یا بالاتراز آن) با التهابات عصبی (neuroinflammation) و بیماری‌زایی عصبی (neuropathology) ارتباط دارد. تنها در آمریکا ۲۰۰ میلیون انسان در مکان‌هایی زندگی می‌کنند که آلاینده‌هایی همچون اُزون و ذرات ریز‌معلق در هوا، فراتر از استاندارد هستند. بین تماس با ذرات ریز و افزایش مرگ و میر به واسطه‌ی سکته مغزی، حوادث قلبی عروقی و تنفسی ارتباط زیادی وجود دارد. این مشکل در کودکانی که در شهرهای بزرگی مانند مکزیکوسیتی زندگی می‌کنند بسیار وخیم‌تر است.

نیاز است تا  به‌طور ضروری برمیانکنش‌های ژن APOE ε‌4‌ و آلودگی هوا که مغز کودکان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، تمرکز گسترده‌تری اعمال شود. پاسخ‌های آنها می‌تواند مسیرهای جدید و فرصت‌های بی سابقه‌ای جهت پیشگیری از بیماری آلزایمر پیش رو قرار دهد. محققان این‌گونه نتیجه می‌گیرند بین زمانی‌که این کودکان شهری اثرات مخربی را که در‌این‌جا توصیف کردیم تجربه‌می‌کنند و زمانی که اختلالات خفیف شناختی و زوال عقلی را بروز می‌دهند یک‌مهلت۵۰ساله وجود‌‌‌دارد. ژنAPOE ε‌4‌‌‌ بعنوان شایع‌ترین عامل خطرساز ژنتیکی بیماری آلزایمر، در کودکان و نوجوانان مورد بررسی قرار‌گرفته است. ما جهت ارزیابی شواهد بالینی و بررسی‌های تصویربرداری در کودکان شهری که به‌میزان زیادی در‌معرض این آلاینده‌ها قراردارند، به پژوهش‌های بیشتری نیاز داریم. تلاش‌های ما باید در جهت شناسایی و کاهش آن دسته از عوامل‌محیطی باشد که بر بیماری آلزایمر اثر می‌گذارند.