Yster is giftig vir breinselle, en klein magnetiese yster deeltjies (magnetiet) word beskou as betrokke by die ontwikkeling van neurologiese afwykings. Nou, vir die eerste keer, het ons geïdentifiseer die oorvloedige teenwoordigheid van hierdie hoogs reaktiewe deeltjies in menslike brein.

vorige studies het voorgestel dat daar groter hoeveelhede magnetiet in Alzheimer se geaffekteerde brein is, en dat hierdie deeltjies met die ontwikkeling van die siekte gekoppel kan word. Ons het gewonder of hierdie verhoogde breinmagnetiet afkomstig kan wees van besoedelde lug.

Baie klein, ronde deeltjies wat uit magnetiet vervaardig word (genoem magnetietnanospheres) is volop in stadslugbesoedeling. Hulle word gevorm teen hoë temperature en kondenseer as ysterryke druppels terwyl hulle afkoel. Hierdie deeltjies wissel in diameter van minder as 5nm (nanometers) tot meer as 100nm (vir vergelyking is 'n MIV 120nm in deursnee) en word dit dikwels saam met besoedeling deeltjies wat uit ander metale gemaak word, aangetref.

Voertuie is 'n belangrike bron van hierdie magnetiet nanosfeer. Hulle word geskep deur brandstofverbranding (veral diesel), ysterdrag van die enjinblok en wrywingverwarming van remblokkies. Benewens sommige beroepsmoontlikhede, kan hoë konsentrasies van magnetietbesoedeling nanodeeltjies binnenshuis geproduseer word deur oop vure of swak verseëlde stowe wat gebruik word vir kook of verhitting.

Groter magnetietdeeltjies kan meer as 10-mikrometer in deursnee wees (ongeveer die grootte van 'n wolkwaterdruppel) en kom uit industriële bronne, soos kragstasies, maar slegs magnetietbesoedeling deeltjies wat kleiner as 200nm is, kan die brein direk binnedring deur asem te haal. in deur die neus. Hulle kan dan deur die senuweeselle van die olfaktoriese bol beweeg (sien illustrasie).

Verby die bloed-brein versperring. Patrick J. Lynch, CC BYDie bloedbreinversperring - die beskermende selwand wat skadelike stowwe in die brein voorkom - beskerm nie teen hierdie tipe nasale toediening nie, sodat hierdie klein deeltjies die brein relatief onbelemmerd kan betree. Na nanopartikels betree hierdie orefaktoriese gebiede, kan hulle versprei na ander dele van die brein, insluitende die hippokampus en serebrale korteks, wat streke is wat geraak word in Alzheimer se siekte.

Die teenwoordigheid in die brein van magnetiet kan lei tot gebeurtenisse wat lei tot neurodegeneratiewe siekte. Magnetiet bevat 'n mengsel van twee tipes yster, naamlik ferri en yster. Ysterhoudende yster is getoon dat dit 'n effektiewe katalisator is vir die produksie van baie reaktiewe en skadelike molekules wat "reaktiewe suurstofspesies" genoem word. Breinskade as gevolg van hierdie tipe molekules is bekend kom baie vroeg voor in die loop van Alzheimer se siekte.

'N belangrike verandering in die brein in hierdie siekte is die vorming van "seniele plate", Wat klompe van abnormale proteïene tussen senuweeselle is. Magnetietdeeltjies het gevind dat dit direk daarmee verband hou seniele plate, en om die toksisiteit van die proteïen te verbeter wat in die middel van elkeen voorkom.

Om te ondersoek of magnetiet uit eksterne bronne in menslike brein voorkom, het ons magnetiese, elektronmikroskopiese en ander tegnieke gebruik om breinmonsters van 37-kadavers te ondersoek - van drie tot 92-jare op die tyd van die dood - wat in Mexiko-stad of in Manchester geleef het, Verenigde Koninkryk. Ons het bevind dat baie van die hoogs magnetiese breinmonsters van mense onder die ouderdom van 40 uit Mexico City was wat aan hoë vlakke van lugbesoedeling blootgestel is, en in ouer Manchester-gevalle (oor 65-jaar in die dood) met matige tot ernstige Alzheimer-siekte .

Die meeste magnetietdeeltjies in die breinmonsters was sferies en verskillend in grootte en vorm van die magnetietdeeltjies wat natuurlik by mense en diere voorkom. Hulle het in deursnee gewissel van 5nm tot 150nm en is gevind saam met nanopartikels wat ander metale bevat, soos platinum, nikkel en kobalt, wat nie natuurlik in die brein voorkom nie. Ons het ook die magnetietdeeltjies uit die brein onttrek met behulp van 'n ensiem. Die ensiem het die breinweefsel ontbind en die magnetietdeeltjies ongeskonde gelaat. Hierdie deeltjies is dan met behulp van 'n magneet onttrek. Die deeltjies was 'n treffende wedstryd vir die magnetiet nanosfeer wat voorkom in lugbesoedeling.

Aangesien minder as 5% gevalle van Alzheimer se siekte direk geërf word, is dit waarskynlik dat die omgewing 'n belangrike rol in die siekte speel. As gevolg van hul kombinasie van baie klein, wat bekend is dat dit giftig is vir die brein, en baie algemeen voorkom in lugbesoedeling, moet magnetiet besoedeling nanopartikels ondersoek word as 'n moontlike risiko vir breinsiekte, insluitend Alzheimer's. As daar 'n skakel na menslike gesondheid ontdek word, sal dit groot implikasies hê vir wette wat die blootstelling aan hierdie soort lugbesoedeling beperk.

Oor die skrywers

Barbara Maher, professor, omgewingswetenskap, Lancaster Universiteit. Mede-direkteur van Lancaster se wêreldleidende sentrum vir omgewingsmagnetisme en paleomagnetisme

David Allso, Professor in Neurowetenschappen, Lancaster Universiteit

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon