Air pollution is a serious environmental problem. We investigated whether residency in cities with high air pollution is associated with neuroinflammation/neurodegeneration in healthy children and young adults who died suddenly. We measured mRNA cyclooxygenase-2, interleukin-1β, and CD14 in target brain regions from low (n = 12) or highly exposed residents (n = 35) aged 25.1 ± 1.5 years. Upregulation of cyclooxygenase-2, interleukin-1β, and CD14 in olfactory bulb, frontal cortex, substantia nigrae and vagus nerves; disruption of the blood-brain barrier; endothelial activation, oxidative stress, and inflammatory cell trafficking were seen in highly exposed subjects. Amyloid β42 (Aβ42) immunoreactivity was observed in 58.8% of apolipoprotein E (APOE) 3/3 < 25 y, and 100% of the APOE 4 subjects, whereas α-synuclein was seen in 23.5% of < 25 y subjects. Particulate material (PM) was seen in olfactory bulb neurons, and PM < 100 nm were observed in intraluminal erythrocytes from lung, frontal, and trigeminal ganglia capillaries. Exposure to air pollution causes neuroinflammation, an altered brain innate immune response, and accumulation of Aβ42 and α-synuclein starting in childhood. Exposure to air pollution should be considered a risk factor for Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, and carriers of the APOE 4 allele could have a higher risk of developing Alzheimer’s disease if they reside in a polluted environment.

Exposure to complex mixtures of air pollutants produces infl ammation in the upper and lower respiratory tract. Because the nasal cavity is a common portal of entry, respiratory and olfactory epithelia are vulnerable targets for toxicological damage. This study has evaluated, by light and electron microscopy and immunohistochemica l expression of nuclear factor-kappa beta (NF- κB) and inducible nitric oxide synthase (iNOS), the olfactory and respiratory nasal mucosae, olfactory bulb, and cortical and subcortical structures from 32 healthy mongrel canine residents in Southwest Metropolitan Mexico City (SWMMC), a highly polluted urban region. Findings were compared to those in 8 dogs from Tlaxcala, a less polluted, control city. In SWMMC dogs, expression of nuclear neuronal NF- κB and iNOS in cortical endothelial cells occurred at ages 2 and 4 weeks; subsequent damage included alterations of the blood—brain barrier (BBB), degenerating cortical neurons, apoptotic glial white matter cells, deposition of apolipoprotein E (apoE)-positive lipid droplets in smooth muscle cells and pericytes, nonneuritic plaques , and neurofi brillary tangles. Persistent pulmonary infl ammation and deteriorating olfactory and respiratory barriers may play a role in the neuropathology observed in the brains of these highly exposed canines. Neurodegenerative disorders such as Alzheimer's may begin early in life with air pollutants playing a crucial role.