هل هناك صلة بين عوادم السيارات ومرض الزهايمر؟

من المعروف أن الحديد سام في خلايا الدماغ ، ويعتقد أن جزيئات الحديد المغناطيسية الدقيقة (المغنتيت) تشارك في تطور الاضطرابات العصبية. الآن ، وللمرة الأولى ، لدينا محدد الوجود الغزير لهذه الجسيمات شديدة التفاعل في أدمغة الإنسان.

الدراسات السابقة وقد اقترح أن هناك كميات متزايدة من المغنتيت في الدماغ المصاب بالزهايمر ، وأن هذه الجسيمات قد تكون مرتبطة بتطور المرض. لقد تساءلنا عما إذا كان هذا قد يؤدي إلى زيادة أكسيد الحديد المغنتيت الناتج عن استنشاق الهواء الملوث.

وهناك جسيمات دائرية صغيرة جداً مصنوعة من المغنتيت (يطلق عليها نانوسيستات المغنتيت) وهي وفيرة في تلوث الهواء بالمدينة. تتشكل في درجات حرارة عالية وتتكثف مثل قطرات غنية بالحديد لأنها تبرد. تتراوح هذه الجسيمات في القطر من أقل من 5nm (nanometers) إلى أكثر من 100nm (للمقارنة بفيروس HIV هو 120nm في القطر) وغالباً ما توجد مع جزيئات التلوث المصنوعة من معادن أخرى.

المركبات هي مصدر رئيسي لهذه nanospheres magnetite. يتم إنشاؤها بواسطة احتراق الوقود (وخاصة الديزل) ، وارتداء الحديد من كتلة المحرك والتسخين الاحتكاكي من منصات الفرامل. بالإضافة إلى بعض البيئات المهنية ، قد يتم إنتاج تركيزات عالية من الجسيمات النانوية الملوثة للتلوث في الداخل بواسطة حرائق مفتوحة أو مواقد ضعيفة الإغلاق تستخدم لأغراض الطهي أو التدفئة.

يمكن أن تكون جزيئات المغنتيت الأكبر حجماً أكثر من قطر 10 micrometres (حول حجم قطرة مياه سحابة) وتأتي من مصادر صناعية ، مثل محطات توليد الطاقة ، ولكن فقط جسيمات تلوث المغنتيت التي تكون أصغر من 200nm يمكن أن تدخل الدماغ مباشرة بالتنفس. من خلال الأنف. ويمكنهم بعد ذلك السفر عبر الخلايا العصبية للمبة الشمية (انظر الشكل التوضيحي).


رسم الاشتراك الداخلي


عن طريق تمرير حاجز الدم في الدماغ. باتريك جيه. لينش ، CC BYعن طريق تمرير حاجز الدم في الدماغ. باتريك جيه. لينش ، CC BYالحاجز الدموي الدماغي - جدار الخلية الوقائي الذي يمنع المواد الضارة التي تدخل الدماغ - لا يحمي من هذا النوع من الدخول الأنفي ، لذا يمكن لهذه الجسيمات الصغيرة أن تدخل الدماغ دون عوائق. بعد دخول الجسيمات النانوية هذه المناطق الشمية ، يمكن أن ينتشر إلى أجزاء أخرى من الدماغ ، بما في ذلك الحصين والقشرة الدماغية ، وهي مناطق متأثرة بمرض الزهايمر.

قد يؤدي وجود في الدماغ من magnetite الأحداث التي تؤدي إلى الأمراض العصبية. يحتوي المغنتيت على مزيج من نوعين من الحديد يسمى الحديد والحديد. لقد ثبت أن الحديد الحديدي محفز فعال لإنتاج جزيئات تفاعلية ضارة جدًا تسمى "أنواع الأكسجين التفاعلية". ومن المعروف أن تلف الدماغ بسبب هذه الأنواع من الجزيئات تحدث في وقت مبكر جدا في سياق مرض الزهايمر.

التغيير الرئيسي في الدماغ في هذا المرض هو تشكيل "لويحات خرف"، وهي عبارة عن كتل بروتين غير طبيعي يوجد بين الخلايا العصبية. تم العثور على جزيئات المغنتيت لتكون مرتبطة بشكل مباشر مع هذه لويحات خرف، وتعزيز سمية البروتين الموجود في وسط كل واحد.

لفحص ما إذا كان من الممكن أن يوجد مغنتيت من مصادر خارجية في أدمغة بشري ، استخدمنا تقنيات مغناطيسية وإلكترون مجهرية وتقنيات أخرى لفحص عينات الدماغ من جثث 37 - الذين تتراوح أعمارهم بين ثلاثة أعوام إلى سنوات 92 في وقت الوفاة - والذين كانوا يعيشون في مكسيكو سيتي أو في مانشستر ، المملكة المتحدة. وجدنا أن العديد من عينات الدماغ المغناطيسي للغاية كانت من أشخاص تقل أعمارهم عن عمر 40 من مكسيكو سيتي الذين تعرضوا لمستويات عالية من تلوث الهواء ، وفي حالات كبار السن في مانشستر (أكثر من سنوات 65 في الموت) مع مرض الزهايمر معتدلة إلى شديدة .

كانت معظم جزيئات الما magتايت في عينات الدماغ كروية ومختلفة في الحجم والشكل من جزيئات المغنتيت التي تحدث بشكل طبيعي في البشر والحيوانات. وتراوحت قطرها من 5nm إلى 150nm وتم العثور عليها مع جسيمات نانوية تحتوي على معادن أخرى ، مثل البلاتين والنيكل والكوبالت ، والتي لن تحدث بشكل طبيعي في الدماغ. نحن أيضا استخراج جزيئات المغنتيت من الدماغ باستخدام الانزيم. قام الإنزيم بحل نسيج الدماغ وترك جزيئات المغنتيت سليمة. ثم تم استخراج هذه الجسيمات باستخدام المغناطيس. كانت الجسيمات مطابقة لافتة للنظر للأغشية النانوية للمغنتيت الموجودة في تلوث الهواء.

بما أن أقل من 5٪ من حالات مرض الزهايمر موروثة مباشرة ، فمن المحتمل أن البيئة تلعب دورًا رئيسيًا في هذا المرض. ونظراً لمزجها بكونها صغيرة جداً ، معروفة بأنها سامة للأدمغة ، وهي شائعة جداً في تلوث الهواء ، يجب فحص الجسيمات النانوية الملوثة للتلوث كمخاطرة محتملة لأمراض الدماغ ، بما في ذلك مرض الزهايمر. إذا تم اكتشاف ارتباط لصحة الإنسان ، فسيكون لذلك آثار كبيرة على القوانين التي تحد من التعرض لهذا النوع من تلوث الهواء.

عن المؤلفين

باربرا ماهر ، أستاذة علوم البيئة ، جامعة لانكستر. المدير المشارك لمركز لانكستر الرائد عالميًا للمغناطيسية البيئية والمغناطيسية القديمة

ديفيد آلسو ، أستاذ علم الأعصاب ، جامعة لانكستر

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon