Jern er kjent for å være toksisk for hjerneceller, og små magnetiske jernpartikler (magnetitt) antas å være involvert i utviklingen av nevrologiske lidelser. Nå har vi for første gang identifisert den rikelig tilstedeværelse av disse svært reaktive partikler i menneskers hjerner.
tidligere studier har antydet at det er økte mengder magnetitt i Alzheimers berørte hjerner, og at disse partiklene kan være knyttet til sykdomsutviklingen. Vi lurte på om denne økte hjernemagneten kan komme fra å inhalere forurenset luft.
Svært små, runde partikler laget av magnetitt (kalt magnetitt nanospherer) er rikelig i byluftforurensning. De dannes ved høye temperaturer og kondenseres som jernrike dråper når de avkjøles. Disse partiklene varierer i diameter fra mindre enn 5nm (nanometer) til mer enn 100nm (til sammenligning er en HIV 120nm i diameter) og er ofte funnet sammen med forurensningspartikler laget av andre metaller.
Kjøretøy er en viktig kilde til disse magnetitt nanosfærene. De er skapt av drivstoffforbrenning (spesielt diesel), jernslitasje fra motorblokken og friksjonsoppvarming fra bremseklosser. I tillegg til noen yrkesinnstillinger kan høye konsentrasjoner av magnetittforurensnings nanopartikler bli produsert innendørs ved åpne branner eller dårlig forseglede ovner som brukes til matlaging eller oppvarming.
Større magnetittpartikler kan være større enn 10 mikrometer i diameter (omtrent størrelsen på en skyvannsdråpe) og kommer fra industrielle kilder, for eksempel kraftverk, men bare magnetittforurensningspartikler som er mindre enn 200nm, kan komme inn i hjernen direkte ved å puste inn gjennom nesen. De kan da reise gjennom nervecellene i olfaktorisk pære (se illustrasjon).
Ved å passere blod-hjernebarrieren. Patrick J. Lynch, CC BYBlodhjernebarrieren - den beskyttende celleveggen som forhindrer skadelige stoffer som kommer inn i hjernen - beskytter ikke mot denne typen neseinngang, slik at disse små partiklene kan komme inn i hjernen relativt uhindret. Etter at nanopartikler har kommet inn i disse lyktene, kan de spre seg til andre deler av hjernen, inkludert hippocampus og hjernebarken, som er berørt av Alzheimers sykdom.
Tilstedeværelsen i magnetittens hjerne kan utløse hendelser som fører til nevrogenerativ sykdom. Magnetitt inneholder en blanding av to typer jern, kalt jern og jern. Jernholdig jern har vist seg å være en effektiv katalysator for produksjon av meget reaktive og skadelige molekyler kalt "reaktive oksygenarter". Hjernsskader på grunn av disse typer molekyler er kjent for forekommer veldig tidlig i løpet av Alzheimers sykdom.
En viktig forandring i hjernen i denne sykdommen er dannelsen av "senile plaques", Som er klumper av unormalt protein funnet mellom nerveceller. Magnetittpartikler har vist seg å være direkte forbundet med disse senile plaques, og for å øke giftigheten av proteinet som finnes i midten av hver enkelt.
For å undersøke om magnetitt fra eksterne kilder kan eksistere i menneskers hjerner, brukte vi magnetiske, elektronmikroskopiske og andre teknikker for å undersøke hjerneprøver fra 37-kadavere - i alderen tre til 92 år ved dødsfall - som hadde bodd i Mexico City eller i Manchester, Storbritannia. Vi fant ut at mange av de svært magnetiske hjerneprøver var fra personer under 40 fra Mexico City som hadde vært utsatt for høy luftforurensning, og i eldre Manchester-tilfeller (over 65 år ved døden) med moderat til alvorlig Alzheimers sykdom .
De fleste magnetittpartiklene i hjerneprøver var sfæriske og forskjellige i størrelse og form fra magnetittpartiklene som naturlig forekommer hos mennesker og dyr. De varierte i diameter fra 5nm til 150nm og ble funnet sammen med nanopartikler som inneholdt andre metaller, som platina, nikkel og kobolt, som ikke ville forekomme naturlig i hjernen. Vi tok også ut magnetittpartiklene fra hjernene ved hjelp av et enzym. Enzymet løste hjernevævet og forlot magnetittpartiklene intakt. Disse partiklene ble deretter ekstrahert ved bruk av en magnet. Partiklene var en slående kamp for magnetitt nanosfærene funnet i luftforurensning.
Siden mindre enn 5% av tilfellene av Alzheimers sykdom er direkte arvet, er det sannsynlig at miljøet spiller en viktig rolle i sykdommen. På grunn av deres kombinasjon av å være svært liten, kjent for å være giftig for hjernen, og svært vanlig funnet i luftforurensning, må magnetittforurensnings nanopartikler undersøkes som en mulig risiko for hjernesykdom, inkludert Alzheimers. Hvis det oppdages en link til menneskers helse, vil dette ha store implikasjoner for lover som begrenser eksponering for denne typen luftforurensning.
Om forfatterne
Barbara Maher, professor, miljøvitenskap, Lancaster University. Meddirektør for Lancasters verdensledende senter for miljømagnetisme og paleomagnetisme
David Allso, professor i nevrovitenskap, Lancaster University
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker
at InnerSelf Market og Amazon
