Onko autojen pakokaasujen ja Alzheimerin taudin välillä linkki?

Raudan tiedetään olevan myrkyllistä aivosoluille, ja pienen magneettisen rautapartikkelin (magnetiitin) uskotaan osallistuvan neurologisten häiriöiden kehittymiseen. Nyt, ensimmäistä kertaa, meillä on tunnistettu näiden erittäin reaktiivisten hiukkasten runsas läsnäolo ihmisen aivoissa.

Aiemmat opinnot ovat ehdottaneet että Alzheimerin taudista kärsineissä aivoissa on magnetiitin määrää ja että nämä hiukkaset voivat olla yhteydessä taudin kehittymiseen. Mietimme, voisiko tämä lisääntynyt aivot magnetiitti joutua pilaantuneen ilman hengittämisestä.

Hyvin pieniä, pyöreitä, magnetiitista valmistettuja hiukkasia (ns. Magnetiitin nanopalloja) on runsaasti kaupungin ilmansaasteissa. Ne muodostuvat korkeissa lämpötiloissa ja tiivistyvät rauta-rikkaina pisaroina, kun ne jäähtyvät. Nämä hiukkaset ovat halkaisijaltaan pienempiä kuin 5nm (nanometriä) yli 100nm: iin (vertailua varten HIV on 120nm halkaisijaltaan) ja niitä esiintyy usein yhdessä muista metalleista valmistettujen pilaantumishiukkasten kanssa.

Ajoneuvot ovat näiden magnetiittien tärkein lähde. Ne syntyvät polttoaineen polttamisesta (erityisesti dieselistä), moottorilohkon rauta kulumisesta ja jarrupalojen kitkakuumennuksesta. Eräiden työympäristöjen lisäksi magneettipitoisten nanopartikkeleiden korkeita pitoisuuksia voidaan tuottaa sisätiloissa avotulella tai huonosti suljetuilla ruoanlaittoon tai lämmitykseen käytettävillä uuneilla.

Suuremmat magnetiittihiukkaset voivat olla halkaisijaltaan suurempia kuin 10 mikrometriä (noin pilvisen vesipisaran koko) ja ne ovat peräisin teollisista lähteistä, kuten voimalaitoksista, mutta vain magnetiittihiukkaset, jotka ovat pienempiä kuin 200nm, voivat päästä aivoihin suoraan hengittämällä sisään nenän läpi. Ne voivat sitten kulkea haju- lampun hermosolujen läpi (katso kuva).


sisäinen tilausgrafiikka


Veren-aivoesteen ohittaminen. Patrick J. Lynch, CC BYVeren-aivoesteen ohittaminen. Patrick J. Lynch, CC BYVeri-aivoeste - suojaava soluseinä, joka estää haitallisten aineiden pääsyn aivoihin - ei suojaa tällaista nenän sisäänpääsyä, joten nämä pienet hiukkaset voivat päästä aivoihin suhteellisen esteettömästi. Kun nanohiukkaset tulevat näihin hajualueisiin, ne voivat levitä muihin aivojen osiin, kuten hippokampukseen ja aivokuoreen, jotka ovat Alzheimerin taudista kärsineitä alueita.

Magnetiitin esiintyminen aivoissa saattaa laukaista neurodegeneratiiviseen sairauteen johtavia tapahtumia. Magnetiitti sisältää kahden raudan yhdistelmää, jota kutsutaan rauta- ja rauta-rautaksi. Raudan raudan on osoitettu olevan tehokas katalysaattori erittäin reaktiivisten ja haitallisten molekyylien, joita kutsutaan "reaktiivisiksi happilajeiksi", tuottamiseksi. Näiden molekyylien aiheuttama aivovaurio on tiedossa esiintyy hyvin aikaisin Alzheimerin taudin aikana.

Keskeinen muutos aivoissa tässä sairaudessa on "seniliset plakit”, Jotka ovat hermosolujen välissä olevan epänormaalin proteiinin kouristuksia. Magnetiittihiukkasten on havaittu liittyvän suoraan näihin seniliset plakitja kunkin proteiinin keskipisteessä olevan proteiinin myrkyllisyyden parantamiseksi.

Jos tutkittiin, voisiko ulkoisista lähteistä peräisin olevaa magnetiittiä esiintyä ihmisen aivoissa, käytimme magneettisia, elektronimikroskooppisia ja muita tekniikoita tutkiakseen 37-kaavojen aivojen näytteitä, jotka olivat kolme - 92-vuotta kuolemanhetkellä, jotka olivat asuneet Meksikossa tai Manchesterissa, UK. Huomasimme, että monet erittäin magneettisistä aivojen näytteistä olivat meksikolaisen 40in alle-ikäisiä ihmisiä, jotka olivat altistuneet suurelle ilmansaasteelle, ja vanhemmissa Manchester-tapauksissa (yli 65-vuosien kuolemassa), joilla oli kohtalainen tai vaikea Alzheimerin tauti .

Suurin osa aivojen näytteissä olevista magnetiittihiukkasista oli pallomaisia ​​ja niiden koko ja muoto vaihtelivat luonnollisesti ihmisissä ja eläimissä esiintyvistä magnetiittihiukkasista. Ne olivat halkaisijaltaan 5nm: stä 150nm: iin ja ne löytyivät yhdessä muiden metallien sisältävien nanohiukkasten kanssa, kuten platinaa, nikkeliä ja kobolttia, joita ei esiintynyt luonnossa aivoissa. Uutimme myös magnetiittihiukkaset aivoista entsyymin avulla. Entsyymi liuotti aivokudoksen ja jätti magnetiittihiukkaset ehjiksi. Nämä hiukkaset uutettiin sitten magneetilla. Hiukkaset olivat silmiinpistävä ottelu ilmansaasteissa esiintyville magnetiitin nanosfääreille.

Koska alle 5% Alzheimerin taudin tapauksista on peritty suoraan, on todennäköistä, että ympäristöllä on merkittävä rooli taudissa. Koska niiden yhdistelmä on hyvin pieni, tiedetään olevan myrkyllistä aivoille, ja erittäin yleisesti ilma-pilaantumisessa, on tutkittava magneettipäästöjen nanohiukkasia mahdollisena aivosairauksien, myös Alzheimerin taudin, riskinä. Jos havaitaan yhteys ihmisen terveyteen, sillä olisi merkittäviä vaikutuksia lakeihin, jotka rajoittavat altistumista tämäntyyppiselle ilmansaasteelle.

Tietoja kirjoittajista

Barbara Maher, professori, ympäristötieteet, Lancaster University. Lancasterin maailman johtavan ympäristömagneettisuuden ja paleomagnetismin keskuksen johtaja

David Allso, neurotieteen professori, Lancaster University

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon